Опыт, страница 227 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

Понаблюдайте за работой холодильника. Выясните, есть ли у него нагретые части. Почему холодильник периодически издаёт шум?

Выясните, есть ли у него нагретые части.

Решение

Да, у работающего холодильника есть сильно нагретые части. Это радиатор (конденсатор), который обычно расположен на задней стенке. Нагрев этой части является неотъемлемым элементом работы холодильника, который по своей сути является тепловым насосом. Его задача — переносить тепло из внутренней камеры (охлаждая её) во внешнюю среду.

Происходит это следующим образом: 1. Компрессор сжимает газообразный хладагент (например, фреон), отчего тот сильно нагревается. 2. Горячий газ поступает в конденсатор (радиатор на задней стенке). Здесь он отдает свое тепло окружающему воздуху в комнате и, остывая, превращается в жидкость. Именно поэтому задняя стенка холодильника горячая. 3. Жидкий хладагент проходит через расширительный клапан, где его давление и температура резко падают. 4. Холодный жидкий хладагент поступает в испаритель (внутренние стенки морозильной или холодильной камеры), где он кипит и испаряется, забирая тепло из камеры. 5. Газообразный хладагент возвращается в компрессор, и цикл повторяется. Таким образом, тепло, отводимое от продуктов внутри, вместе с теплом, выделившимся при работе компрессора, рассеивается в комнате через нагретый радиатор.

Ответ: Да, у холодильника есть нагретые части — это радиатор-конденсатор на его задней стенке. Он нагревается, потому что через него холодильник отдает в окружающую среду тепло, «забранное» изнутри холодильной камеры.

Почему холодильник периодически издаёт шум?

Решение

Основным источником шума в холодильнике является работающий мотор-компрессор. Этот узел отвечает за сжатие и перекачку хладагента по системе. Шум, который мы слышим, — это звук работающего электродвигателя и самого компрессора.

Работа холодильника является периодической, а не постоянной, благодаря наличию термостата (датчика температуры) и реле. 1. Внутри холодильной камеры установлен термостат, который постоянно измеряет температуру. 2. Когда температура в камере поднимается выше заданного значения (например, из-за того, что вы открыли дверцу или просто из-за естественных теплопотерь), термостат подает сигнал на реле. 3. Реле включает мотор-компрессор. Начинается цикл охлаждения, и мы слышим шум. 4. Когда температура внутри камеры опускается до нужного уровня, термостат снова срабатывает и отключает компрессор. 5. Шум прекращается. Холодильник «отдыхает», пока температура внутри снова не начнет повышаться. Этот циклический процесс включения и выключения компрессора для поддержания заданной температуры и является причиной того, что холодильник издает шум не постоянно, а периодически.

Ответ: Холодильник издает шум периодически, потому что его главный «шумный» элемент, мотор-компрессор, включается только тогда, когда температура внутри камеры поднимается выше установленной нормы. Как только камера охладится до нужной температуры, компрессор отключается, и шум прекращается до следующего цикла охлаждения.