Номер 3, страница 132, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 33. Холодильные машины. Вопросы и задания - номер 3, страница 132.

Условие.

3. Можно ли понизить температуру воздуха в помещении, если открыть дверцу холодильника?

Решение.

Решение

На первый взгляд может показаться, что открытая дверца холодильника должна охладить комнату, так как из него идет холодный воздух. Однако это распространенное заблуждение. Чтобы понять, почему это не так, необходимо рассмотреть принцип работы холодильника с точки зрения законов термодинамики.

Холодильник является тепловым насосом. Его задача — не "создавать холод", а переносить тепло из внутреннего пространства (холодильной камеры) наружу. Этот процесс осуществляется с помощью хладагента, который циркулирует в системе.

1. Внутри холодильной камеры (в испарителе) жидкий хладагент испаряется, поглощая теплоту $Q_{хол}$ из окружающего воздуха и продуктов. Это и есть процесс охлаждения.

2. Затем компрессор сжимает газообразный хладагент, совершая над ним работу $\text{A}$. При сжатии газ нагревается.

3. Горячий газ поступает в конденсатор (радиатор на задней стенке холодильника), где он отдает теплоту $Q_{нагр}$ в окружающую среду (в воздух комнаты) и снова превращается в жидкость.

Согласно первому закону термодинамики (закону сохранения энергии), количество теплоты, отданное в комнату, равно сумме теплоты, забранной из холодильной камеры, и работы, совершенной компрессором. Работа компрессора, в свою очередь, также преобразуется в тепло. Таким образом:

$Q_{нагр} = Q_{хол} + A$

Из этой формулы видно, что холодильник всегда выделяет в окружающее пространство больше тепла, чем поглощает из охлаждаемого объема.

Когда мы открываем дверцу холодильника в замкнутом помещении, он начинает работать непрерывно, пытаясь охладить всю комнату. Он забирает тепло $Q_{хол}$ из воздуха перед собой, но при этом выделяет еще большее количество тепла $Q_{нагр}$ со своей задней стенки. Поскольку и охлаждающий, и нагревающий элементы находятся в одной и той же комнате, итоговый тепловой баланс будет положительным. То есть, холодильник будет работать как обогреватель, преобразуя электрическую энергию в тепло. В результате общая температура в комнате будет не понижаться, а повышаться.

Ответ: Нет, понизить температуру воздуха в помещении с помощью открытой дверцы холодильника невозможно. Напротив, из-за работы компрессора и выделения дополнительного тепла общая температура в комнате будет повышаться.