یخچال
یخچال
می دانیم ماشین گرمایی وسیله ای است که توسط آن یک سیستم چرخه ای را می پیماید که درآن هنگامی که دما بالاست مقداری گرما جذب می شود و مقدار کم تری گرما در یک دمای پایین تر دفع می شود و مقداری کار خالص بر روی محیط انجام می گیرد.
اگر چرخه ای را که در جهتی مخالف جهت ماشین پیموده می شود، تصور کنیم؛ نتیجه ی خالص آن جذب مقداری گرما در یک دمای پایین تر و دفع مقدار بیشتری گرما در دمای بالاتر و مقداری کار خالص بر روی سیستم خواهد بود. وسیله ای را که یک چرخه را در چنین جهتی می پیماید یخچال نامیده می شود و سیستمی را که دستخوش چنین چرخه ای می شود سردکن می نامند.
شکل الف: نمودار نمایشی مراحل عمل یخچال کامل استرلینگ
چرخه ی استرلینگ قابلیت معکوس شدن را دارد و هنگامی که معکوس شود یکی از مفیدترین انواع یخچال را تولید می کند. کار یک یخچال کامل استرلینگ را می توان به بهترین نحو به کمک نمودارهای طرح وار شکل الف و نمودار PV ی همراه آن در شکل ب دریافت.
شکل ب: یخچال کامل استرلینگ در نمودار PV
در مورد هر یخچال هدف گرفتن حداکثر ممکن گرما از منبع سرد با صرف حداقل کار است. با این بیان خروجی عبارت است از گرمای گرفته شده از منبع سرد و ورودی عبارت است از کار. بنابراین ضریب عملکرد
اگر در یک چرخه گرمای QC توسط سردکن از منبع سرد جذب شود و موتور الکتریکی که یخچال را به کار می اندازد به اندازه ی
ضریب عملکرد یک یخچال می تواند به اندازه ی قابل ملاحظه ای بزرگ تر از واحد باشد. مثلا اگر مقدار د‰ 5 باشد داریم:
می دانیم:
و در نتیجه
بنابراین گرمای آزاد شده در دمای بالاتر شش برابر کار انجام شده است.
گرم کردن خانه با سرد کردن هوای خارج
سرد کردن خانه با گرم کردن هوای خارج
همیشه برای انتقال گرما از یک منبع سرد به یک منبع گرم احتیاج به انجام کار است. در یخچال های خانه این کار توسط یک موتور الکتریکی انجام می گیرد. برای بشر موهبتی بود اگر به هیچ منبع انرژی خارجی نیار نبود ولی باید قبول کرد که تجربه عکس این را نشان می دهد. این بیان منفی به قانون دوم به بیان کلاوسیوس منجر می شود:
مرکز یادگیری تبیان- تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی