Номер 1, страница 289 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Вопросы и задачи к главе «термодинамика» - номер 1, страница 289.

Условие.

1. В жаркий день хозяйка решила оставить на кухне включённый холодильник открытым, чтобы он «охлаждал кухню». Действительно ли в кухне станет прохладнее?

Решение.

Нет, в кухне не станет прохладнее, а наоборот, со временем станет теплее. Чтобы понять почему, нужно разобраться в принципе работы холодильника.

Холодильник — это тепловой насос. Он не «создает» холод, а переносит тепло из одного места в другое. В данном случае он забирает тепло из своей внутренней камеры и отдает его в окружающее пространство (на кухню) через радиатор (конденсатор), расположенный на задней стенке.

Когда дверца холодильника закрыта, он охлаждает только небольшое пространство внутри себя, а тепло отдает наружу, в кухню. Когда же дверца открыта, холодильник пытается охладить всю кухню. Его испаритель (охлаждающий элемент внутри) поглощает теплоту $Q_{cold}$ из воздуха кухни. Однако для этого компрессор холодильника совершает работу $\text{A}$, потребляя электроэнергию. Эта работа также превращается в теплоту. В результате, на задней стенке холодильника (в конденсаторе) выделяется общее количество теплоты $Q_{hot}$, которое равно сумме поглощенной теплоты и теплоты, выделившейся в результате работы компрессора:

$Q_{hot} = Q_{cold} + A$

Так как холодильник забирает из кухни теплоту $Q_{cold}$, а отдает в нее же бо́льшую теплоту $Q_{hot}$, то в итоге он не охлаждает, а нагревает помещение. Кухня, как замкнутая система, получает больше энергии, чем отдает, и ее общая температура повышается. Локально перед открытой дверцей может ощущаться прохлада, но в целом по комнате станет жарче.

Ответ: Нет, в кухне не станет прохладнее. Наоборот, общая температура в кухне повысится, так как работающий холодильник выделяет в окружающее пространство больше тепла, чем поглощает из него.