Mashine ya kupoeza

Makala kuhusu Mashine za Friji

Jokofu ni injini ya joto inayofanya kazi kinyume. Kwa hivyo, injini ya joto huchukua joto kutoka eneo lenye joto la chini na kulikataa hadi eneo lenye joto la juu. Ili mchakato huu ufanyike, injini lazima ifanye kazi. Hata hivyo, joto hutiririka kutoka eneo lenye joto la juu hadi eneo lenye joto la chini. Joto haliwezi kutiririka lenyewe kutoka eneo lenye joto la chini hadi eneo lenye joto la juu. Hii ni kwa mujibu wa kauli ya Clausius iliyojadiliwa hapo awali. Kwa mchakato unaotokea kwenye jokofu, kauli ya Clausius iliyotangulia inaweza kuandikwa kama ifuatavyo:

Haiwezekani kwa mashine ya majokofu (ambayo inafanya kazi kwa mzunguko) kuhamisha joto kutoka mahali penye joto la chini hadi mahali penye joto la juu, bila kufanya kazi ( Sheria ya pili ya thermodynamics - Kauli ya Clausius).

Maandishi yaliyoandikwa kwa mlazo ni taarifa maalum ya sheria ya pili ya thermodynamics. Taarifa hii inatumika tu kwa mashine za majokofu. Mchakato wa kubadilisha umbo la nishati na kuhamisha enishati imewashwa Mashine ya kupoeza 1Mashine ya kupoeza inaonekana kama mchoro ulio hapa chini.

Mashine hufanya kazi (W) kuchukua joto kutoka mahali pa joto la chini (Q L ) na kutoa joto hadi mahali pa joto la juu (Q H ) . Kulingana na uhifadhi wa nishati, inaweza kuhitimishwa kuwa Q L + W = Q H.

Ikiwa neno ufanisi linatumika katika injini za joto, basi katika mashine za majokofu neno mgawo wa utendaji (KK) linatumika. Mgawo wa utendaji (KK) wa mashine ya majokofu ni uwiano kati ya joto linalohamishwa kutoka eneo la halijoto ya chini (Q L ) hadi kazi (W) iliyofanywa ili kuhamisha joto. Kihisabati, hii inaweza kuandikwa kama ifuatavyo:

Mashine ya kupoeza 2

Ukitaka kuelezea mgawo wa utendaji wa mashine ya majokofu kwa asilimia, zidisha tu mlinganyo huu kwa 100%. Mgawo wa utendaji wa mashine bora ya majokofu (Mgawo wa utendaji wa Carnot wa mashine ya majokofu):

Mashine ya kupoeza 3

Kuna mashine kadhaa za kupoeza ambazo tunatumia kwa kawaida, ikiwa ni pamoja na jokofu, viyoyozi (AC) na pampu za joto.

Kulkas

Kondensa = hubadilisha mvuke kuwa kioevu, kondensa = kubana. Kondensa kwa kawaida huwekwa ndani ya jokofu, huku kondensa zikiwa nje ya jokofu (nyuma ya jokofu).

Ndani ya koili kuna umajimaji katika usawa wa awamu (uliopo katika hali ya kimiminika na mvuke). Umajimaji huu unajulikana kama jokofu. Jokofu lililotumika sana hapo awali lilikuwa freoni. Freoni haitumiki tena leo kwa sababu kutolewa kwake kunaweza kuharibu safu ya ozoni.

Mota ya compressor (inayoendeshwa na umeme) huvuta kiyoyozi (katika umbo la mvuke) na kuibana kwa njia ya adiabatic. Kwa sababu ya mgandamizo wa adiabatic, halijoto ya mvuke huongezeka. Kadri halijoto inavyoongezeka, shinikizo la mvuke pia huongezeka. Tofauti ya halijoto kati ya compressor (halijoto ya juu) na condenser (halijoto ya chini) husababisha mvuke wa halijoto ya juu na shinikizo la juu kutiririka kupitia koili za condenser zilizo nyuma ya jokofu.

Halijoto ya mvuke ni kubwa kuliko halijoto ya hewa inayozunguka, kwa hivyo inapopita kwenye koili ya kondensa, mvuke hutoa joto hadi kwenye hewa inayozunguka. Kwa sababu hugandamizwa na kondensa, mvuke hupoa na kugeuka kuwa kioevu. Inapopita kupitia vali ya upanuzi, jokofu ambalo limegeuka kuwa kioevu hupanuka kwa kasi ya adiabatiki. Uwepo wa upanuzi wa adiabatiki husababisha kioevu kuwa baridi zaidi (joto lake hupungua). Kioevu baridi hutiririka ndani ya koili ndani ya jokofu. Kwa sababu kioevu kwenye koili ni baridi zaidi kuliko hewa kwenye jokofu, joto hufyonzwa na kioevu hadi jokofu libadilike kuwa mvuke (kioevu hufyonza joto kwenye jokofu). Jokofu ambalo limegeuka kuwa mvuke hufyonzwa na mota ya compressor na kubanwa kwa kasi ya adiabatiki. Na kadhalika… (mchakato hurudiwa tena). Kwa sababu joto ndani ya jokofu huhamia kwenye kioevu ndani ya koili, jokofu huwa baridi.

Kiyoyozi (kiyoyozi)

Ingawa muundo wa kifaa ni tofauti, kanuni ya msingi ya utendaji kazi wa kiyoyozi ni sawa na ile ya jokofu. Katika hali hii, jokofu ni chumba. Kwa kawaida, koili za kupoeza ziko ndani ya chumba huku koili za kupoeza ziko nje. Nyuma ya koili za kupoeza kuna feni. Kazi ya feni ni kudhibiti mzunguko wa hewa na kupuliza koili za kupoeza, na hivyo kuharakisha uhamishaji wa joto kati ya koili za kupoeza na hewa inayozunguka. Kinyume chake, nyuma ya koili za kupoeza kuna feni, kifaa kinachofanana na feni. Huku feni ikipuliza koili za kupoeza nje, ikielekeza joto kuelekea hewa inayozunguka, feni hupuliza koili za kupoeza ndani, ikisambaza hewa baridi kote chumbani.

Pampu ya Joto

Pampu za joto kwa kawaida hutumika katika majira ya baridi kali. Kanuni ya utendaji kazi wa pampu ya joto ni sawa na ile ya jokofu. Tofauti ni kwamba jokofu ni kifaa kinachotumika kupoeza chumba, huku pampu ya joto ikitumika kupasha joto chumba. Wakati jokofu linafanya kazi ya kunyonya joto kutoka chumbani (QL ) na kulitoa nje (QH ) , pampu ya joto hunyonya joto kutoka nje (QL ) na kulitoa ndani ya chumba (QH ) . Joto linaloongezwa husababisha chumba kuwa na joto zaidi. Wakati wa kiangazi unapofika, pampu ya joto inaweza kubadilishwa ili kufanya kazi kama kiyoyozi (AC).

Acha maoni