Dubbio sul frigorifero
Salve a tutti , avrei un dubbio di natura intuitiva sul funzionamento di un frigorifero (nell'ambito di un corso di fisica 1).Il mio dubbio è il seguente : come è possibile che il calore ceduto al serbatoio ad alta temperatura sia la somma del lavoro esterno e del calore assorbito dal serbatoio a bassa temperatura?
Questo dubbio mi sorge perchè mi immagino che il lavoro esterno venga si usato per prelevare il calore dal serbatoio a bassa temperatura e "spingerlo fuori",ma se il lavoro viene utilizzato per fare questo come fa anche ad aumentare la quantità di calore che il frigorifero "prende in entrata"?
Questo dubbio mi sorge perchè mi immagino che il lavoro esterno venga si usato per prelevare il calore dal serbatoio a bassa temperatura e "spingerlo fuori",ma se il lavoro viene utilizzato per fare questo come fa anche ad aumentare la quantità di calore che il frigorifero "prende in entrata"?
Risposte
Riformuli la domanda?
Se il lavoro compiuto sul frigo serve a prelevare il calore dalla sorgente a bassa temperatura, com'è possibile che riesca anche a fare in modo che il calore ceduto alla sorgente ad alta temperatura sia più grande in modulo del calore prelevato da quella a bassa temperatura(cioè come possibile che questo lavoro abbia 2 utilizzi , prelevare calore ed cedere un calore maggiore di quello che ha ricevuto)?
Il lavoro serve a comprimere il gas. L'assorbimento e la cessione di calore dalle sorgenti avviene per scambio termico (la temepratura del gas e' minore della cella di bassa e maggiore dell'ambiente in cui viene espulso il calore)
Vediamo se ho capito bene.
Allora il gas dentro il frigo ha temperatura minore del serbatoio a bassa temperatura e quindi per scambio termico assorbe calore,dopodichè il lavoro sul frigo serve ad aumentare ulteriormente la temperatura del gas in modo che abbia una temperatura maggiore del serbatoio ad alta temperatura ,per fare in modo che questi assorbi calore dal gas .
P.S. Se ho capito se non ci fosse lavoro il calore assorbito servirebbe solo a mettere in equilibrio termico il gas e il serbatoio a bassa temperatura.
Allora il gas dentro il frigo ha temperatura minore del serbatoio a bassa temperatura e quindi per scambio termico assorbe calore,dopodichè il lavoro sul frigo serve ad aumentare ulteriormente la temperatura del gas in modo che abbia una temperatura maggiore del serbatoio ad alta temperatura ,per fare in modo che questi assorbi calore dal gas .
P.S. Se ho capito se non ci fosse lavoro il calore assorbito servirebbe solo a mettere in equilibrio termico il gas e il serbatoio a bassa temperatura.
ci sono 30 tupi diversi di impianti di refrigerazione ma il concetto e' quello di un compressore, di una valvola di laminazione e di un gas intermedio per lo scambio.
Il compressore pompa il gas (normalmente e' un'adiabatica) fino a una temperatura maggiore dell'ambiente. Il gas si raffredda per scambio termico cedendo (normalmente e' un'isoterma) calore all'ambiente. Da quel punto il gas viene fatto laminare in una valvola (espansione adiabatica) fino a portarlo a una temperatura inferiore a quella della cella frigorifera. La cella cede calore al gas (normalmente altra isoterma), riportandolo alle condizioni iniziali di pompaggio.
Se non ci fosse lavoro violeresti il 2 principio della termdinamica: calore che passa spontaneamente da un corpo piu freddo a uno piu caldo.
E' l'analogo di una pompa: se vuoi portare un liquido in quota devi spendere energia per pomparlo.
Se invece il liquido passa da quote piu alte a quote piu basse, non solo non hai bisogno di lavoro perche lo fa spontaneamente, ma puoi addirittura raccogliere lavoro all'asse tramite una turbina.
Il compressore pompa il gas (normalmente e' un'adiabatica) fino a una temperatura maggiore dell'ambiente. Il gas si raffredda per scambio termico cedendo (normalmente e' un'isoterma) calore all'ambiente. Da quel punto il gas viene fatto laminare in una valvola (espansione adiabatica) fino a portarlo a una temperatura inferiore a quella della cella frigorifera. La cella cede calore al gas (normalmente altra isoterma), riportandolo alle condizioni iniziali di pompaggio.
Se non ci fosse lavoro violeresti il 2 principio della termdinamica: calore che passa spontaneamente da un corpo piu freddo a uno piu caldo.
E' l'analogo di una pompa: se vuoi portare un liquido in quota devi spendere energia per pomparlo.
Se invece il liquido passa da quote piu alte a quote piu basse, non solo non hai bisogno di lavoro perche lo fa spontaneamente, ma puoi addirittura raccogliere lavoro all'asse tramite una turbina.
Il fatto è che il lavoro non c'entra niente con lo scambio di calore, lo scambio di calore può solo avvenire da una sorgente più calda a una più fredda e basta! E' il risultato complessivo del frigorifero che risulta essere uno scambio di calore tra una sorgente più fredda a una più calda! Nell'evaporatore il fluido, a temperatura MINORE dell'ambiente da raffreddare assorbe calore ed evapora (quindi calore passa da caldo a freddo), nel compressore il gas viene compresso, va nel condensatore in cui viene a contatto con l'ambiente da riscaldare, la tempreatura del gas è MAGGIORE della temperatura dell'ambiente da riscaldare e quindi cede calore all'ambiente e condensa...e il ciclo ricomincia. Cme vedi il calore è sempre passato da caldo a freddo, e non può essere altrimenti! E' il risultato complessivo che risulta essere un passaggio di calore dall'ambiene da raffreddare a quello da riscaldare, mediato grazie al lavoro del compressore.
Grazie mille ,adesso ho più chiari i concetti di calore e lavoro XD
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