Как работи климатикът Color-Science
термодинамика четвъртък, 21 юни 2018 г. от Тимо ван Неерден
Преди три години публикувах статия за производството на студ. Позволявам си да го допълня с нова статия за климатиците, защото въпреки външния вид, климатикът изобщо не е радиатор, който човек би монтирал с главата надолу.
Топлина, енергия, ентропия
Топлината е енергия под формата на термично вълнение: молекулите в горещо тяло са по-развълнувани, отколкото в студено тяло. Погледнато от този ъгъл, да се охлади едно тяло би означавало да се успокоят всички тези молекули, да се подредят.
Въпреки това, ако нередността на системата, започвайки от подредена система, е много проста, обратното е много по-малко! И това важи и в ежедневието: по-лесно ли е да получите подреден или разхвърлян пъзел ?
Честно казано всъщност, фундаментално е невъзможно да се поръча объркана система. Дори е толкова фундаментално, че се нарича „вторият принцип на термодинамиката“.
Този принцип казва, че количеството на поръчката „в изолирана система може само да се увеличи: това е понятието ентропия.
Така че няма машина, която може просто да охлажда тяло, което му се представя: това би било нарушение на втория принцип.
Хладилниците или климатиците винаги правят нещо повече от просто охлаждане на тялото: те се загряват някъде другаде: вашият хладилник предизвиква топлина на задната скара, а климатикът също отделя голямо количество топлина навън. (Тръбата, която минаваме през прозореца, евакуира цялата тази топлина).
Това е единственият начин, по който можете да охладите тялото: вместо да затоплите нещо друго.
Всъщност тези устройства движат топлината: те отнемат топлина от тялото, за да се охладят, за да го евакуират навън. За това има няколко метода, като най-лесният е този, който ще обясня по-долу.
Климатикът: машина за придвижване на топлина
Климатикът трябва да отнема топлината от въздуха в стаята и да я източва навън. За да направите това, топлината първо трябва да премине от стаята към вашия климатик. Това може да се направи само ако вашият климатик е по-студен от вашия интериор: топлината винаги тече само от горещото тяло към студеното тяло:
Топлопредаването тогава е естествено: климатикът се загрява и въздухът в помещението се охлажда, докато достигне баланс.
От другата страна на климатика, страната, която евакуира топлината навън, климатикът ви трябва да е по-горещ от въздуха отвън: по този начин топлината ще излезе от климатика и ще се загуби навън:
В крайна сметка топлината ще е преминала от стаята ви, до климатика, след това навън. Просто, не ?
Всъщност не: ако направим равносметка, климатикът ви трябва да е по-хладен от стаята ви, но по-топъл от въздуха навън. Това обаче не е възможно априори: климатизираното пространство често вече е по-студено отвътре и климатикът продължава да работи добре.
Така че има трик.
Номерът е да принудете частта от климатика във вашия дом да се охлади, а частта отвън да се загрее.
Това става възможно чрез разширяване и компресиране на газ. Когато освободите газ, той се охлажда: поставете термометър директно на изхода на кутията с дезодорант (който е под налягане) и ще видите: той спада до −50 ° C.