Почему жёлтая точка движется назад по сравнению со страницей двигателя?

Те же четыре процесса образуют контур, но холодильник затрачивает работу, чтобы «перекачивать» тепло. Обход в противоположном смысле меняет, на каких участках тепло подводится или отводится, по сравнению с анимацией двигателя.

Может ли COP быть меньше 1?

Для охлаждения COP_R может быть ниже 1, если перепад T_H − T_C велик относительно T_C. Это не нарушает термодинамику: на джоуль отобранного у холода нужно больше работы.

Так ли рисуют настоящий кухонный холодильник в учебниках?

В технике обычно цикл парокомпрессии с дросселем или капилляром вместо изоэнтропического расширителя и диаграммы для фреона. Здесь — пределы Карно и знаки энергии.

Холодильный цикл (обратный Карно)

PV как у Карно, обход наоборот; COP_R и COP_HP; T_C/T_H в K; эскиз холодильника.

Резервуары и размах V

V₁ (состояние 1)1.15

V₂ (состояние 2)2.65

T_H (кухня, K)297 K

T_C (холод, K)267 K

Скорость анимации0.32×

Обратимый **холодильник Карно**: работа **внутрь**, тепло **Q_C** от **T_C**, тепло **Q_H** к **T_H**. Та же PV, что у двигателя Карно, но маркер идёт **назад**. COP_R = T_C/(T_H−T_C), COP_HP = T_H/(T_H−T_C) в кельвинах. Эскиз условный.

Горячие клавиши

Пробел / Enter — сброс маркера по циклу
R — пауза / продолжить

Измеренные величины

T_C в цикле (K)267.0

T_H в цикле (K)297.0

COP_R = T_C/(T_H−T_C)8.90

COP_HP = T_H/(T_H−T_C)9.90

|W| ∝ площадь (модель)25.044

О модели

Страница показывает обратимый цикл Карно как идеальный холодильник (или тепловой насос): та же P–V петля идеального газа, что в симуляторе двигателя Карно, но точка состояния движется в противоположном направлении. Тепло Q_C подводится на холодной изотерме (аналог испарителя), тепло Q_H отводится на горячей изотерме (конденсатор), работа W подводится компрессором. Предел Карно для охлаждения: COP_R = T_C/(T_H − T_C), для отопления COP_HP = T_H/(T_H − T_C) при T в кельвинах. Упрощённая схема намекает на бытовой холодильник; это не полный парокомпрессионный цикл с дросселем и таблицами хладагента.

Для кого: Вводная термодинамика после цикла Карно-двигателя; связь баланса энергии с COP и бытовой интуицией.

Ключевые понятия

холодильник Карно
COP
тепловой насос
обратный Карно
изотермический теплообмен
температуры в кельвинах

Как это работает

В идеальном холодильнике Карно рабочее тело совершает ту же последовательность состояний, что и в цикле Карно-двигателя, но обход на диаграмме P–V противоположен: на изотерме у холодного резервуара подводится тепло из холодильной камеры, на изотерме у горячего — отводится в окружающую среду, работа компрессора входит в баланс Q_H = Q_C + W. Пределы COP для обратимого цикла: COP_R = T_C/(T_H−T_C), COP_HP = T_H/(T_H−T_C) при температурах в кельвинах.

Основные формулы

COP_R = Q_C / W · COP_R,Carnot = T_C / (T_H − T_C) · COP_HP = Q_H / W

Q_H = Q_C + W (баланс энергии) · T в кельвинах для пределов Карно

Часто задаваемые вопросы

Почему жёлтая точка движется назад по сравнению со страницей двигателя?: Те же четыре процесса образуют контур, но холодильник затрачивает работу, чтобы «перекачивать» тепло. Обход в противоположном смысле меняет, на каких участках тепло подводится или отводится, по сравнению с анимацией двигателя.
Может ли COP быть меньше 1?: Для охлаждения COP_R может быть ниже 1, если перепад T_H − T_C велик относительно T_C. Это не нарушает термодинамику: на джоуль отобранного у холода нужно больше работы.
Так ли рисуют настоящий кухонный холодильник в учебниках?: В технике обычно цикл парокомпрессии с дросселем или капилляром вместо изоэнтропического расширителя и диаграммы для фреона. Здесь — пределы Карно и знаки энергии.

Другие симуляторы в этой категории — или все 46.

Вся категория →

НовоеШкольные