Урок 184. Холодильные машины и тепловые насосы

[@navinaag1875]

Как же приятно слышать: в учебнике этого нет... То что вы даёте куда больше чем должно быть в программе, и то что вы выложили это в свободный доступ, это очень дорого стоит...

[@яятыты-ж2д]

Очень интересный урок лично для меня ) Преподаватель Зачётный ! Респект

[@kissmisko470]

Классная презентация материала. Хотя и столько лет прошло как вуз закончил и боллее 10 лет работаю в области IT получил удовольствие от просмотра. Был бы в свое время хоть на 50% от этого учителя, было бы достоточно школьного урока, не заглядывая дома в книгу. Но к сожалению много времени уходило дома на разбор. А для поступления в технический универ вовсе пришлось подготовительные курсы проходить. Коллеги же нанимали репетиторов.

[@Antonov_Ivan.]

Спасибо за урок!

[@adilaitbaev5456]

Спасибо вам Павел Андреевич!

[@gh-by9qj]

23:20 Выходит, что, например, летом со стороны кондиционера выделяется наружу большее количество теплоты, чем количество теплоты, которое отобрано из дома (на величину A)? Я правильно понимаю?

[@pvictor54]

Совершенно правильно!

[@virabhadra2]

Да. Это, так же, вытекает и из закона сохранения энергии. Энергия, поступающая в дом в виде электричества, трансформируется в механическую в виде работы компрессора и далее в термодинамическую, на нагрев улицы и охлаждение дома. В сумме, эти две энергии (то что на улицу со знаком плюс и то что дома со знаком минус), дают энергию поступившую домой в виде электричества. Так как энергия всегда поступает в систему, то сумма тепловой энергии всегда положительна, то есть улица нагревается больше, чем охлаждается дом. Из этого, кстати, следуют один не всегда интуитивный эффект. Если на кухне открыть холодильник, то общая температура на кухне всё равно будет повышаться.

[@СашаКамень-л5в]

Павел Андреевич, здравствуйте! 24:00 Почему мы можем использовать формулу n= (Q1 + Q2)/Q1 для нахождения холодильного коэффициента? Ведь она же характерна для тепловых ДВИГАТЕЛЕЙ. Заранее спасибо большое!

[@pvictor54]

Это формула не только для тепловых двигателей. Эта формула для тепловых машин. Двигатель - одна из их разновидностей, холодильная машина и тепловой насос - другая разновидность. Всё зависит от того, мы крутим машину (она совершает отрицательную работу), или она крутит нам что-то (совершая положительную работу).

[@СашаКамень-л5в]

Спасибо большое!

[@0Алмаз0]

Спасибо!

[@luckerZx]

Павел Виктор, добрый день, а почему хладагент - рабочее вещество должно кипеть в испарителе холодильной машины, можно ли обойтись без кипения, но почему везде нужно, чтобы кипело, в чем "шарм" в таком случае?

[@pvictor54]

Можно в принципе обойтись и без кипения, использовать только расширение и сжатие рабочего тела. "Шарм" состоит в том, что парообразование очень энергоёмкий процесс, и его поэтому гораздо выгодней использовать, чтобы отбирать тепло у охлаждаемого тела.

[@luckerZx]

@@pvictor54 из-за теплоты парообразования кипящего вещества он является энергоемким?

[@virabhadra2]

@@luckerZx энергия тратится на нагрев вещества, так как у вещества есть теплоёмкость. Переход из одного агрегатного состояния в другое, это дополнительная теплоёмкость перехода, то есть затраты энергии.

[@bulgakovdaniil3194]

Павел Андреевич, я ведь правильно понимаю: второй з-н термодинамики гласит, что в ПРИРОДЕ невозможен процесс теплообмена между холодным и горячим телом со стороны холодного, однако, если будут присутствовать дополнительные условия, ИСКУССТВЕННО созданные, то такой процесс осуществим и применяется в холодильных установках? Например, условно у нас есть тело с температурой -5°C (холодное) и тело с температурой 15°C (горячее), то можно добиться того, что температура холодного тела станет еще меньше, а горячего увеличится? Или температура холодного тела увеличится, а горячего уменьшится?

[@nimint3400]

Первый вариант правильный. Затрачивая x энергии можно передать x * КПД энергии от холодного тела к горячему.

[@ИванУстинов-ю7в]

спасибо

[@nhg245]

Не подскажите, у вас в програме были уроки упоминавшие Николу теслу...?

[@TeaSprings]

Скажите пожалуйста, что является, в случае с холодильником нагревателем, а что охладителем?

[@pvictor54]

Комната - нагреватель, морозильная камера - охладитель.

[@TeaSprings]

@@pvictor54 спасибо!

[@majorpayne402]

1) Какая кривизна у изотермы допуктим или адиабаты ( может она как-то описывается формулами )? Как рисовать их правильно? Почему именно такие кривые, а не ещё круче? 2) Если нарисовать несколько изотерм, то наибольшая температура будет там, где эта дуга стоит выше остальных? То есть как определить у какой изотермы температура больше?

[@pvictor54]

1. Есть уравнения, описывающие эти процессы. Кривые строятся на основании этих уравнений. Их можно построить на компьютере, чтобы посмотреть точно, как они выглядят. 2. В координатах P-V чем выше температура, тем выше проходит изотерма.

[@virabhadra2]

Изотерма, описывается уравнением: P*V = Const Значит в координатах P-V она будет описываться гиперболой.

[@mykhailominiailo]

@@virabhadra2 гипербола может иметь разный радиус кривизны

[@virabhadra2]

@@mykhailominiailo любая кривая отличная от прямой и окружности имеет радиус кривизны зависимый от точки на кривой. Или что именно Вы имели в виду?

[@mykhailominiailo]

@@virabhadra2 я подумал, что комментатор не понял зависимость между видом графика и возможностью очень плавного изменения гиперболической функции, которая была показана на видео.

[@instrumentalcovers4397]

15:00 А как более холодное тело может отдавать теплоту?

[@pvictor54]

Оно более холодное по отношению к нагревателю.

[@instrumentalcovers4397]

То есть рабочее тело имеет температуру ниже температуры охладителя?

[@pvictor54]

В ходе изотермического процесса температуры рабочего тела и олладителя одинаковы (точнее, отличаются на бесконечно малую величину).

[@СергейБрацун-з6п]

Даже вода может быть хладогентом

[@ulyafox3458]

@@СергейБрацун-з6п, этим мы и занимаемся, смотря Павла Андреевича, а Вы не имеете права его оскорблять.

[@AB-sx5zr]

Павел Андреевич, не понял почему в обратном цикле Карно при изотермическом расширении (участок DC) теплота забирается у более холодного тела? Кто мешает туда поставить более горячее тело, теплота ведь так же будет отводиться...

[@pvictor54]

Будет. Только в том то и красота у обратного цикла Карно, что теплота передается от более холодного тела к более горячему, что само по себе (без совершения работы) происходить не может.

[@Борис-о9ж]

@@pvictor54 Почему это так? Что происходит в молекулярном уровне?

[@andriyivanov4810]

Здравствуйте. До меня никак не доходит почему площадь цикла это работа? Почему полученная работа в диаграмме PV определяется площадью? Ещё не понятно почему в зависимости от расширения или сжатия, слагаемые положительные или отрицательные.

[@pvictor54]

kzbin.info/www/bejne/iJS5n4urhq51q6c

[@ДанилБлинов-г2ь]

Павел Андреевич,а почему даже в обратном цикле Карно КПД вычисляется так же как и в прямом: n=(Qн+Qх)/Qн, ведь при обратном теперь у нас затраченное тепло-это Qх

[@alexmusic7589]

Доброго времени суток. Когда вы писали формулу -Q1 = A + Q2, вы сказали что , A > 0 и Q2 > 0. Почему Q2 больше нуля. Ведь сначала говорили, что работа штрих цикла = Q1 + Q2 , где Q2

[@pvictor54]

Q2 - это количество теплоты, _полученное_ рабочим телом у охладителя. В тепловом двигателе рабочее тело отдает тепло в охладитель, Q2 < 0. В холодильной машине наоборот, рабочее тело отбирает тепло у охладителя, Q2 > 0

[@alexmusic7589]

@@pvictor54 спасибо!

[@АлександрЗакамалдин-з8ю]

Нос собаки это идельная тепловая машина?

[@nimint3400]

Если рабочее тело испытывает фазовый переход, то КПД остается таким же или повышается?

[@ishowslave]

КПД всегда остаётся одинаковым, поскольку он зависит только от температуры холодильника и температуры окружающей среды

[@luckerZx]

Павел Виктор, добрый день! Можете пожалуйста объяснить, почему в цикле Карно холодильной машины температура того, чего мы охлаждаем и температура рабочего тела, ровно так же, как и температура конденсатора и температура окружающей среды одинаковы? При таких условиях ведь не может быть вообще теплообмена по закону термодинамики, как машина тогда вообще охлаждает? И почему для идеального, именно для идеального эти температур равны (раб тела и охлаждаемого тела, конденсатора и окружающей среды), по всей логике для отвода теплоты нужна разница температур?

[@pvictor54]

Павел ВИКТОР5 дней назад Это очень тонкий момент. Поскольку температура нагревателя и рабочего тела в изотермическом процессе одинаковы (точнее, разность их температур бесконечно мала), то рабочее тело получает количество теплоты Q1 в течение бесконечно большого времени. Формально, теплопередача - это передача внутренней энергии о более нагретого тела к менее нагретому без совершения работы. В нашем случае нет более нагретого и менее нагретого тела. В этом смысле можно говорить, что нет теплопередачи. Но самое важное, что такой изотермический процесс передачи количества теплоты Q1 рабочему телу можно пустить в обратном направлении, и при этом система будет проходить ту же последовательность состояний, только в обратном порядке. Это и есть обратимый процесс.

[@luckerZx]

@@pvictor54 спасибо! А что значит "обратить", как это сделать даже в идеальном цикле, на это нужно тратить энергию?? В реальности ведь нельзя обратить, а вот в этих процессах можно (я так понял обратимость - критерий идеальности циклов, в том числе цикла Карно?) Эта фишка с бесконечно маленькой температурой сделана специально, так как это характеризует идеальность цикла?

[@pvictor54]

@@luckerZx В идеальном обратном цикле за счет работы, совершаемой над рабочим телом, теплота отбирается у холодильника и выбрасывается в нагреватель. Это используется в холодильных машинах и тепловых насосах (кондиционерах, работающих на обогрев).

[@luckerZx]

@@pvictor54 выходит, если мы над поршнем совершим работу 50 Джоулей и сожмем газ под ним, то потом, если газ будет расширяться, то он нам в реальности не вернёт эти же 50 Джоулей затраченных, тем самым объясняется необратимость процессов в реальности из-за наличия трения, например?

[@syborg957]

@@luckerZx Потери на трение поршня, потери на разгон его массы в цикле еще больше уменьшают коэффициент.

[@АндрійТараненко-ж7ц]

Павел Андреевич, а если в комнате просто открыть дверцу холодильника, то тогда температура в комнате будет повышаться?

[@pvictor54]

Да, будет повышаться.

[@АндрійТараненко-ж7ц]

@@pvictor54 Спасибо

[@kZiFo79]

А почему повышаться? У него же температура ниже, или я чего-то не понимаю..?)

[@ishowslave]

​@@kZiFo79холодильник забирает тепло из камеры и передаёт его окружающей среде, а если открыть дверцу холодильника, то получится, что холодильник будет нагревать комнату

[@kZiFo79]

@@ishowslave спасибо!

[@РусланНуртаев-ы8т]

Здравствуйте, а чем отличается холодильник от теплового насоса?

[@artemlazarenko1]

Ничем

[@АндрейКошарный-в3г]

Целью. Холодильные - извлечением энергии от нужного тела. Насос - получением тепловой энергии

[@ДмитрийХодорцов-ф5п]

Павел Андреевич!) очень стало интересно, возник даже вопрос, можно ли сделать такую машину, которая будет состоять из двух почти идеальных тепловых машин, которые работают по циклу карно , но один по прямому циклу, другой по обратному, тем самым получается машина , которая может получить выйгрыш в работе во много раз. возможно ли такое?я дилетант(

[@pvictor54]

Нет, конечно. Такое невозможно, так как противоречит закону сохранения энергии. (Первому закону термодинамики)

[@Dojyaaan-D4C]

@@pvictor54 Почему нет? Челок же предложил не вечный двигатель, а устройство, которое будет использовать максимум энергии и минимум её терять.

[@hunter-speexz]

@@Dojyaaan-D4C при прямом цикле КПД больше, чем больше разность температур, а при обратном цикле КПД больше, чем меньше разность температур. И если работать с одними и теми же температурами, то выигрыша не будет.

[@Dojyaaan-D4C]

@@hunter-speexz ну ладно.

[@НиколайТеглев-ф2т]

Павел Виктор, не могу понять почему не будет работать такой холодильник. Q1 =-10 q2=-8 эффективность хладообразоаания будет зашкаливать. Работа будет минимальная, а результат обычный. Эффективность получается ничем не ограничена в идеале. Никто не мешает перевернуть процесс и тогда можно с маленькой работой разделять газ две части с разной температурой. Например было +20 стало -10 и +50 Это демон какой-то. Что эту эффективность может ограничить в реальности ?

[@МухтарКойшибаев-й2о]

цикл карно против часовой стрелки же работает или рисуется....

[@Michail_III]

Почему у нас такого не было, сейчас школьникам столько подспорья.

[@luckerZx]

Добрый день, Павел ВИКТОР, как мне известно, холодильный коэффициент всегда больше единицы, как и тепловой (для насосов), интересно, почему это не нарушает закон сохранения энергии, мы ведь получается затрачиваем энергии меньше, а получаем больше, как так? Коэффициент тепловой тоже всегда больше единицы. Нет, они конечно могут быть и меньше единицы, но удивляет то, что тут получается, что мы затрачиваем мало, а получаем много энергии, при этом не нарушает закон сохранения энергии, в чем здесь дело в этих коэффициентах, объясните пожалуйста.

[@pvictor54]

Это не нарушает закон сохранения энергии, так как тепловой насос не создает энергию, а перемещает ее.

[@syborg957]

@@pvictor54 Но если за стеной минусовая температура как он плюсовую оттуда переместит в теплое помещение без пропорциональных затрат на нагрев забортного теплоносителя до температуры комнаты? Плюсовой там просто нет.

[@nimint3400]

@@syborg957 А ты считай в кельвинах и не будет минусов ). Газ при -50 так же обладает какой то энергией, которую можно забрать.

[@ambiguity9675]

Здравствуйте, почему мы А=Q1-|Q2| рассписали как A=Q1+Q2? Ведь a+b=c, а так a - |-b| =d c!=d. Спасибо

[@pvictor54]

Q1 и Q2 имеют противоположные знаки.

[@ambiguity9675]

Спасибо большое. Превосходные уроки!

[@The_Blockminer]

35:24 Лучше так не делайте мама заругает😅😅

[@luckerZx]

Павел Виктор, а у цикла Карно 100% КПД?

[@pvictor54]

Нет.

[@luckerZx]

@@pvictor54 почему тогда это идеальный цикл, если есть потери??

[@ulyafox3458]

@@luckerZx, у любой тепловой машины будут потери, согласно 2-ому закону термодинамики. Просто у тепловой машины, сделанной по циклу Карно, КПД наибольший.

[@МаксимКлочков-й7г]

То есть в холодильнике, роль охладителя, у которого забирается тепло , играет морозильная камера либо сам холодильник, а нагревателя, которому отдаётся тепло, атмосфера ?

[@pvictor54]

Именно так.

[@vladyamakasi7526]

господи почему такие преподователей мало

[@viacheslav1392]

так устроена природа

[@МихаилДроздов-ц9э]

Доброго времени суток! Размышляю над вопросом: если тепловой насос это тепловая машина, то согласно второму закону термодинамики её КПД не может быть 100% и более. Если производители парокомпрессионных ТН играют понятием коэффициент преобразования энергии (СОР)(у некоторых ТНУ СОР до 8). Этот коэффициент учитывает только подведённую электрическую энергию, т.к. тепловая либо бросовая, либо окружающей среды. Но при падении температуры источника уменьшается и СОР, т.к. компрессор включается чаще и расходует больше эл. энергии. В тоже время производители сорбционных ТН заявляют именно КПД 1,5, т.к. СОР не подходит, электрической энергии они потребляют мало, а источник тепла требуется с более высоким потенциалом. Не снимают ли они теоретические ограничения на вечный двигатель? Например, повысить КПД турбины цикла Ренкина (теоретически, понятно что он слишком низкий, чтобы перекрыть КПД ТН), которая вырабатывает энергию для электрокотла (тоже с максимальным КПД), который в свою очередь служит источником тепла для ТН, а тот греет рабочее тело перед турбиной и охлаждает после.

[@maxd4098]

Это COP их 1.5 . Никакой КПД не может превышать 1, не пугайтесь. И еще, даже в адсорбционных холодильниках нужно совершать работу, то есть затрачивать энергию. На тот же компрессор. Без затрачиваемой энергии невозможно передать тепло от более холодного тела к более горячему.

[@GeneralBlackbird]

Какой класс то это? (никогда не любил вывод формул)

[@pvictor54]

Десятый физический класс.

[@gh-by9qj]

А я только это (вывод формул) и люблю.

[@OnePunchman-jl9fe]

@@gh-by9qj возьми с полки пирожок

[@adilaitbaev5456]

27:20

[@-ANDREI-]

такое в универе на теплотехнике изучают.

[@pobat]

опечатка "4.10" -> "4.11"

[@pvictor54]

Спасибо! Исправил.

[@kirillpupkov6314]

что-то вообще не понимаю эту тему с тепловыми машинами :c

[@indefixrootor9655]

посмотри фильмы какие-нибудь про тепловые машины, статьи почитай, может поможет

[@СандраИвановна-и3д]

Я девушка и мне задали рассказать про тепловой насос здесь я ничего не понимаю, только про холодильник

[@loscampesinos_enjoyer]

а какая разница девушка Вы или нет

[@syborg957]

@@loscampesinos_enjoyer Очень большая. Поверьте опыту парня.

[@vladskid9050]

Температура кипения фреона 5-7 градусов ?😂😂😂😂😂

[@sabzerro5929]

лучше говорить не тепло а энергия.

[@sergefighter6607]

"Today's scientists have substituted mathematics for experiments, and they wander off through equation after equation, and eventually build a structure which has no relation to reality." Nikola Tesla

[@pvictor54]

And what about discovery of positron?

[@sergefighter6607]

Just another brilliant example that Tesla was right. In my humble opinion.

[@AB-sx5zr]

@@sergefighter6607, не в этом дело, Тесла не был прав. На определенном этапе познание вселенной невозможно без математики. Просто невозможно, квантовая физика - ярчайший пример.

[@Leandrebe1977]

Он вообще препод?))))

[@theman5389]

Я пошел выкидывать эту дичь!

[@andreikupreyenka9955]

ужас одни формулы, школьником это вообще не интересно, лучше бы собрали холодильную машину, и на ее примере показали принцип действия

[@pvictor54]

Школьники бывают разные.

[@pobat]

собрать машину это ближе к инженерным наукам -> к техникумам (инженерным институтам). Без формул никуда, математика самый простой (лаконичный, емкий) язык

[@sabzerro5929]

Потом поймут. Когда холодильник ножом проткнут :)

[@fedorlaputin9119]

без таких формул вы ничего не собирёте

[@Lebedev171]

Это самая основа!

[@FAYAleksandr]

Удивительно осознавать что все это объяснение никак не укладывается в голове! Все эти циклы только затуманивают сознание! Теория это хорошо, но надо уметь рассказывать так чтоб теория наглядно пояснялась образами реального процесса на примере реальных физических устройств, агрегатов, трубок, газа!!!!!!! Иначе пользы от урока нет! Теорию будешь знать , а на практике изготовить холодильник или тепловой насос не сможешь никогда!Преподавателю надо поставить оценку 1-КОЛ!!!! Вспомнил урок в школе и осознал туже пустоту в голове!!!! Хотя учился ещё в СССР И имею два технических образования! Гнать в шею таких преподавателей, пустая и бесполезная болтовня!!!)))))

[@elliotalderson6609]

удали комментарий, урод

[@FAYAleksandr]

@Maria Gregory Одним словом ты Маша!

[@FAYAleksandr]

@@elliotalderson6609 Может я и урод, а ты точно дебил!

[@romankarpov4274]

Уверен, что и теорема Пифагора для тебя тоже полная фигня!

[@FAYAleksandr]

@@romankarpov4274 А ты сам то когда нибудь пользовался в жизни теоремой Пифагора...??!! Или так просто написал свое Фи...., теоретик?!

[@Ramzik_1]

Спасибо!