Физика

Тоңазытқыштар қалай жұмыс істейді? (жалғасы)


Термодинамикалық процестер

Жалпы айтқанда, танымал тоңазытқыштардың жұмысы жылуды суық көзден ыстық көзге жылжыту процесіне негізделген. Алайда, бұл процесс өздігінен емес: оны беру үшін жұмыс түрінде пайда болатын сыртқы энергия мөлшері қажет. Түсінікті болу үшін суық көзі мұздатқыш, ал ыстық көзі - конденсатор (радиатор деп те аталады).

Енді тоңазытқыштың жұмысы кезінде пайда болатын термодинамикалық циклді талдаймыз. Ол үшін төмендегі суретке назар аударыңыз.

Бұл график бес процеске бөлінген ПВ диаграммасы арқылы тартылған циклді білдіреді. Бұл циклдарды идеализациялау болып табылатыны анық, өйткені, мысалы, энергия шығыны мүмкін емес.

Циклдың әр кезеңінде не болатынын қарастырайық.

* 1 - 2: адиабатикалық қысу

Сұйықтық қысымын жоғарылату арқылы компрессор көлемін азайтады. Бұл процесс өте тез жүретіндіктен, энергия шығыны минималды болатындықтан, оны адиабатикалық процесс ретінде қарастыруға болады. Компрессор атқаратын жұмыс сұйықтықтың ішкі энергиясының жоғарылауына, демек оның температурасын көтеруге жауап береді.

* 2 - 3: изобарикалық салқындату

Сұйықтық жылу түрінде энергия жоғалта бастайды, ал компрессор қысымды жоғары және тұрақты ұстап тұрғанда, көлем мен температура төмендейді.

* 3 - 4: конденсация

Конденсаторда және жоғары қысым жағдайында сұйықтық жылу түрінде көп энергия жоғалтады. Осыған байланысты сұйықтықтың мөлшері мен температурасы одан әрі төмендейді және ол газ тәрізді күйден сұйықтыққа ауысады. Маңыздысы, осы уақытқа дейін сұйықтық газ тәрізді күйде болған.

* 4 - 5: адиабатикалық кеңею

Жоғары қысым кезінде сұйықтық капилляр түтігі арқылы ағып, түтіктің шығатын жерінде кеңейеді. Бұл кеңейту өте тез жүретіндіктен, сұйықтық аз мөлшерде энергияны (жылу түрінде) айнала алатындықтан, біз процесті адиабатикалық деп қарастыруға болады. Алайда сұйықтықтың қысымы мен температурасы төмендейді, ал оның бір бөлігі буға айналады. Осылайша, түтіктің шығысында сұйықтық төмен қысымда буға тұйықталған сұйық тамшылар түрінде пайда болады. Ескерту: Капиллярлық түтіктің төмен қысымы - компрессор жұмысының әсері, ол оны конденсаторға сығу үшін тізбектің осы бөлігінен газ тәрізді сұйықтықты тартады.

* 5 - 1: Изобарикалық булану

Буландырғышта төмен және тұрақты қысым жағдайында қалған тамшылар буланып, энергияны (жылу түрінде) мұздатқыштан алады. Буландырғыштан шыққан кезде сұйықтық толығымен газ тәрізді күйде және төмен қысымда компрессорға түсіп, циклды қайталайды.