Номер 12, страница 265 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Параграф 32. Тепловые двигатели, холодильники и кондиционеры - номер 12, страница 265.

Условие.

12. Сравните кондиционер с бытовым холодильником: что у них общего и чем они различаются?

Решение.

Что у них общего

И кондиционер, и бытовой холодильник являются тепловыми машинами (тепловыми насосами), которые работают по одному и тому же физическому принципу – они переносят тепло из охлаждаемого пространства в окружающую среду. В основе их работы лежит термодинамический цикл с фазовыми переходами рабочего вещества (хладагента, например, фреона). Этот цикл состоит из четырех основных процессов. Во-первых, в испарителе жидкий хладагент при низком давлении кипит и превращается в газ, поглощая тепло из охлаждаемой зоны (из камеры холодильника или из воздуха в комнате). Во-вторых, компрессор сжимает газообразный хладагент, повышая его давление и температуру. В-третьих, в конденсаторе горячий сжатый газ отдает тепло в окружающую среду и конденсируется, снова становясь жидкостью. В-четвертых, жидкий хладагент проходит через дросселирующее устройство (капиллярную трубку), где его давление и температура резко падают, после чего цикл повторяется. Таким образом, оба устройства имеют схожий набор ключевых компонентов: компрессор, конденсатор, испаритель и дроссель.

Ответ: Общим для кондиционера и холодильника является принцип работы (перенос тепла с помощью фазовых переходов хладагента в замкнутом цикле) и наличие основных конструктивных элементов: компрессора, испарителя, конденсатора и дросселирующего устройства.

Чем они различаются

Несмотря на общий принцип действия, кондиционер и холодильник имеют существенные различия, обусловленные их назначением.

1. Назначение и охлаждаемый объем. Холодильник предназначен для охлаждения небольшого, герметичного и хорошо теплоизолированного пространства (камеры) до низких температур (около +4°C, в морозильной камере до -18°C) для длительного хранения продуктов. Кондиционер же охлаждает значительно больший и, как правило, хуже изолированный объем воздуха в помещении до комфортной для человека температуры (обычно 18-25°C).

2. Расположение элементов и отвод тепла. Это ключевое различие. У холодильника испаритель (холодная часть) находится внутри камеры, а конденсатор (горячая решетка) – снаружи, на задней стенке, и отдает тепло в то же помещение, где стоит холодильник. У кондиционера (например, сплит-системы) испаритель (внутренний блок) находится в охлаждаемой комнате, а конденсатор (внешний блок) вынесен на улицу, чтобы отводить тепло за пределы помещения. Именно поэтому кондиционер эффективно охлаждает комнату, а холодильник с открытой дверцей будет ее только нагревать (за счет работы компрессора).

3. Конструкция. Холодильник – это, как правило, единый моноблок. Кондиционеры чаще всего представляют собой сплит-систему из двух блоков (внутреннего и внешнего), соединенных трубками.

4. Дополнительные функции. Современные кондиционеры часто могут не только охлаждать, но и обогревать помещение (работая в режиме теплового насоса), осушать воздух, вентилировать и очищать его с помощью фильтров. Функционал холодильника обычно ограничен охлаждением и заморозкой.

Ответ: Основные различия заключаются в назначении (охлаждение маленькой изолированной камеры для продуктов против охлаждения большой комнаты для людей), в способе отвода тепла (холодильник отдает тепло в то же помещение, где находится, а кондиционер – на улицу), а также в конструкции и наборе дополнительных функций.