Номер 3, страница 198 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 5. Законы термодинамики. Параграф 5.13. Примеры решения задач. Упражнение 4 - номер 3, страница 198.

Условие.

3. Понизится ли температура в комнате, если открыть дверцу работающего холодильника?

Решение.

3. Понизится ли температура в комнате, если открыть дверцу работающего холодильника?

Решение

Температура в комнате не понизится, а наоборот, со временем повысится. Это связано с принципом работы холодильника и законами термодинамики.

Холодильник — это тепловой насос. Он забирает теплоту ($Q_{хол}$) из внутреннего пространства (холодильной камеры) и передает ее в окружающую среду (комнату). Этот процесс переноса тепла от более холодного тела к более горячему не происходит самопроизвольно и требует совершения работы. Эту работу ($\text{A}$) совершает компрессор холодильника, который питается от электрической сети.

Согласно первому началу термодинамики (закону сохранения энергии), количество теплоты, отданное холодильником в комнату ($Q_{нагр}$) через радиатор на его задней стенке, равно сумме теплоты, забранной из камеры, и работы, совершенной компрессором:

$Q_{нагр} = Q_{хол} + A$

Из этой формулы следует, что холодильник всегда отдает в окружающее пространство больше тепла, чем забирает изнутри.

Когда дверца холодильника открыта, его камера становится частью комнаты. Холодильник начинает забирать теплоту $Q_{хол}$ из воздуха комнаты и одновременно отдавать в эту же комнату еще большее количество теплоты $Q_{нагр}$. Вся потребляемая им из сети электроэнергия (которая идет на совершение работы $\text{A}$) в итоге превращается в тепло и рассеивается в комнате. Таким образом, работающий холодильник с открытой дверцей в изолированном помещении фактически работает как электрический обогреватель. Кратковременное ощущение прохлады у самой дверцы сменится общим повышением температуры в комнате.

Ответ: Нет, температура в комнате не понизится, а повысится.