ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ

ບົດຄວາມກ່ຽວກັບເຄື່ອງຈັກເຮັດຄວາມເຢັນ

ຕູ້ເຢັນແມ່ນເຄື່ອງຈັກຄວາມຮ້ອນທີ່ເຮັດວຽກໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຄື່ອງຈັກຄວາມຮ້ອນຈຶ່ງຮັບຄວາມຮ້ອນຈາກພາກພື້ນທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳ ແລະ ປະຕິເສດມັນໄປຍັງພາກພື້ນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ເພື່ອໃຫ້ຂະບວນການນີ້ເກີດຂຶ້ນ, ເຄື່ອງຈັກຕ້ອງປະຕິບັດວຽກງານ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມຮ້ອນຈະໄຫຼຜ່ານທຳມະຊາດຈາກພາກພື້ນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໄປຫາພາກພື້ນທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳເທົ່ານັ້ນ. ຄວາມຮ້ອນບໍ່ສາມາດໄຫຼຜ່ານຕົວມັນເອງຈາກພາກພື້ນທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳໄປຫາພາກພື້ນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ນີ້ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຖະແຫຼງການ Clausius ທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້. ສຳລັບຂະບວນການທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນຕູ້ເຢັນ, ຖະແຫຼງການ Clausius ກ່ອນໜ້ານີ້ສາມາດຂຽນໄດ້ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ເຄື່ອງຈັກເຮັດຄວາມເຢັນ (ເຊິ່ງເຮັດວຽກເປັນວົງຈອນ) ຈະສາມາດຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນຈາກບ່ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳໄປຫາບ່ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໂດຍບໍ່ໄດ້ເຮັດວຽກ ( ກົດເກນທີສອງຂອງເທີໂມໄດນາມິກ - ຖະແຫຼງການຂອງ Clausius).

ຂໍ້ຄວາມທີ່ຂຽນເປັນຕົວອຽງແມ່ນຖະແຫຼງການພິເສດຂອງກົດເກນທີສອງຂອງເທີໂມໄດນາມິກ. ຖະແຫຼງການນີ້ໃຊ້ໄດ້ກັບເຄື່ອງຈັກເຮັດຄວາມເຢັນເທົ່ານັ້ນ. ຂະບວນການປ່ຽນຮູບແບບຂອງພະລັງງານ ແລະ ການໂອນ eພະລັງງານເປີດ ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນມີລັກສະນະຄືກັບແຜນວາດຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ເຄື່ອງຈັກເຮັດວຽກ (W) ເພື່ອຮັບຄວາມຮ້ອນຈາກບ່ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳ (Q₂L ₎ ແລະ ປ່ອຍຄວາມຮ້ອນໄປສູ່ບ່ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (Q₂H ₎ . ໂດຍອີງໃສ່ການອະນຸລັກພະລັງງານ, ສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າ Q₂L ₊ W = _Q₂H.

ຖ້າຄຳວ່າປະສິດທິພາບຖືກໃຊ້ໃນເຄື່ອງຈັກຄວາມຮ້ອນ, ຫຼັງຈາກນັ້ນໃນເຄື່ອງຈັກເຮັດຄວາມເຢັນຄຳວ່າສຳປະສິດປະສິດທິພາບ (KK). ສຳປະສິດປະສິດທິພາບ (KK) ຂອງເຄື່ອງຈັກເຮັດຄວາມເຢັນແມ່ນອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງຄວາມຮ້ອນທີ່ຖ່າຍໂອນຈາກສະຖານທີ່ທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳ (Q _L ) ໄປຫາວຽກ (W) ທີ່ເຮັດເພື່ອຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ. ໃນທາງຄະນິດສາດ, ສິ່ງນີ້ສາມາດຂຽນໄດ້ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

ຖ້າທ່ານຕ້ອງການສະແດງຄ່າສຳປະສິດປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນເປັນເປີເຊັນ, ພຽງແຕ່ຄູນສົມຜົນນີ້ດ້ວຍ 100%. ຄ່າສຳປະສິດປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ເໝາະສົມ (ຄ່າສຳປະສິດປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ Carnot):

ມີເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນຫຼາຍຊະນິດທີ່ພວກເຮົາໃຊ້ທົ່ວໄປ, ລວມທັງຕູ້ເຢັນ, ເຄື່ອງປັບອາກາດ (AC) ແລະ ປໍ້າຄວາມຮ້ອນ.

ຕູ້ເຢັນ

ເຄື່ອງປັບຄວາມເຢັນ = ປ່ຽນໄອນ້ຳໃຫ້ເປັນຂອງແຫຼວ, ເຄື່ອງອັດອາກາດ = ບີບອັດ. ຂົດລວດເຮັດຄວາມເຢັນມັກຈະຕັ້ງຢູ່ພາຍໃນຕູ້ເຢັນ, ໃນຂະນະທີ່ຂົດລວດປັບຄວາມເຢັນຕັ້ງຢູ່ນອກຕູ້ເຢັນ (ຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງຕູ້ເຢັນ).

ພາຍໃນຂົດລວດແມ່ນຂອງແຫຼວທີ່ຢູ່ໃນສະພາບສົມດຸນຂອງໄລຍະ (ມີຢູ່ໃນສະຖານະຂອງແຫຼວ ແລະ ໄອ). ນ້ຳນີ້ເອີ້ນວ່າສານເຮັດຄວາມເຢັນ. ສານເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ນິຍົມໃຊ້ໃນອະດີດແມ່ນຟຣີອອນ. ໃນປະຈຸບັນນີ້ບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ອີກຕໍ່ໄປ ເພາະວ່າການປ່ອຍອາຍພິດຂອງມັນສາມາດທໍາລາຍຊັ້ນໂອໂຊນໄດ້.

ມໍເຕີເຄື່ອງອັດອາກາດ (ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍໄຟຟ້າ) ດຶງດູດສານເຮັດຄວາມເຢັນ (ໃນຮູບແບບໄອນ້ຳ) ແລະ ບີບອັດມັນແບບອາເດຍແບຕິກ. ເນື່ອງຈາກການບີບອັດແບບອາເດຍແບຕິກ, ອຸນຫະພູມຂອງໄອນ້ຳຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມດັນຂອງໄອນ້ຳກໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຊັ່ນກັນ. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມລະຫວ່າງເຄື່ອງອັດອາກາດ (ອຸນຫະພູມສູງ) ແລະ ເຄື່ອງຄວບແໜ້ນອາກາດ (ອຸນຫະພູມຕ່ຳ) ເຮັດໃຫ້ໄອນ້ຳທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ຄວາມດັນສູງໄຫຼຜ່ານຂົດລວດຄອນເດັນເຊີທີ່ຢູ່ດ້ານຫຼັງຂອງຕູ້ເຢັນ.

ອຸນຫະພູມຂອງໄອນ້ຳສູງກວ່າອຸນຫະພູມຂອງອາກາດອ້ອມຂ້າງ, ດັ່ງນັ້ນເມື່ອມັນໄຫຼຜ່ານຂົດລວດຄອນເດນເຊີ, ໄອນ້ຳຈະປ່ອຍຄວາມຮ້ອນອອກສູ່ອາກາດອ້ອມຂ້າງ. ເນື່ອງຈາກມັນຖືກກັ່ນຕົວໂດຍຄອນເດນເຊີ, ໄອນ້ຳຈະເຢັນລົງແລະກາຍເປັນຂອງແຫຼວ. ເມື່ອມັນໄຫຼຜ່ານວາວຂະຫຍາຍ, ສານເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ກາຍເປັນຂອງແຫຼວຈະຂະຫຍາຍຕົວແບບອາເດຍແບຕິກ. ການມີການຂະຫຍາຍຕົວແບບອາເດຍແບຕິກເຮັດໃຫ້ຂອງແຫຼວເຢັນລົງ (ອຸນຫະພູມຂອງມັນຫຼຸດລົງ). ຂອງແຫຼວເຢັນໄຫຼເຂົ້າໄປໃນຂົດລວດພາຍໃນຕູ້ເຢັນ. ເນື່ອງຈາກຂອງແຫຼວໃນຂົດລວດເຢັນກວ່າອາກາດໃນຕູ້ເຢັນ, ຄວາມຮ້ອນຈະຖືກດູດຊຶມໂດຍຂອງແຫຼວຈົນກວ່າສານເຮັດຄວາມເຢັນຈະປ່ຽນເປັນໄອ (ຂອງແຫຼວດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນໃນຕູ້ເຢັນ). ສານເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ກາຍເປັນໄອຈະຖືກດູດໂດຍມໍເຕີອັດແລະບີບອັດແບບອາເດຍແບຕິກ. ແລະອື່ນໆ... (ຂະບວນການດັ່ງກ່າວຖືກເຮັດຊ້ຳອີກຄັ້ງ). ເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນພາຍໃນຕູ້ເຢັນເຄື່ອນຍ້າຍໄປຫາຂອງແຫຼວພາຍໃນຂົດລວດ, ຕູ້ເຢັນຈະເຢັນ.

ເຄື່ອງປັບອາກາດ

ເຖິງແມ່ນວ່າການອອກແບບຂອງອຸປະກອນຈະແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ຫຼັກການເຮັດວຽກພື້ນຖານຂອງເຄື່ອງປັບອາກາດແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບຕູ້ເຢັນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຕູ້ເຢັນ ແມ່ນຫ້ອງ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ຂົດລວດເຮັດຄວາມເຢັນຈະຕັ້ງຢູ່ພາຍໃນຫ້ອງ ໃນຂະນະທີ່ຂົດລວດຄອນເດນເຊີຕັ້ງຢູ່ພາຍນອກ. ຢູ່ທາງຫຼັງຂົດລວດຄອນເດນເຊີແມ່ນພັດລົມ. ໜ້າທີ່ຂອງພັດລົມແມ່ນພຽງແຕ່ຄວບຄຸມການໄຫຼວຽນຂອງອາກາດ ແລະ ເປົ່າຂົດລວດຄອນເດນເຊີ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເລັ່ງການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງຂົດລວດຄອນເດນເຊີ ແລະ ອາກາດອ້ອມຂ້າງ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຢູ່ທາງຫຼັງຂົດລວດເຮັດຄວາມເຢັນແມ່ນເຄື່ອງເປົ່າລົມ, ຫຼື ເຄື່ອງເປົ່າລົມ. ໜ້າທີ່ຂອງມັນຄ້າຍຄືກັບພັດລົມ. ໃນຂະນະທີ່ພັດລົມເປົ່າຂົດລວດຄອນເດນເຊີອອກໄປທາງນອກ, ສົ່ງຄວາມຮ້ອນໄປຫາອາກາດອ້ອມຂ້າງ, ເຄື່ອງເປົ່າລົມຈະເປົ່າຂົດລວດເຮັດຄວາມເຢັນເຂົ້າໄປພາຍໃນ, ກະຈາຍອາກາດເຢັນໄປທົ່ວຫ້ອງ.

ປ້ຳຄວາມຮ້ອນ

ປໍ້າຄວາມຮ້ອນມັກຖືກນຳໃຊ້ໃນລະດູໜາວທີ່ໜາວເຢັນ. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງປໍ້າຄວາມຮ້ອນແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບຕູ້ເຢັນ. ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນວ່າຕູ້ເຢັນແມ່ນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຫ້ອງເຢັນລົງ, ໃນຂະນະທີ່ປໍ້າຄວາມຮ້ອນຖືກໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ຫ້ອງອົບອຸ່ນ. ໃນຂະນະທີ່ຕູ້ເຢັນເຮັດວຽກເພື່ອດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນຈາກຫ້ອງ (QL ₎ ແລະປ່ອຍມັນອອກໄປທາງນອກ (QH ₎ , ປໍ້າຄວາມຮ້ອນຈະດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນຈາກພາຍນອກ (QL ₎ ແລະປ່ອຍມັນເຂົ້າໄປໃນຫ້ອງ (QH ₎ . ຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ຫ້ອງອົບອຸ່ນຂຶ້ນ. ເມື່ອລະດູຮ້ອນມາຮອດ, ປໍ້າຄວາມຮ້ອນສາມາດປີ້ນກັບກັນເພື່ອເຮັດວຽກເປັນເຄື່ອງປັບອາກາດ (AC).