Cum funcționează un aparat de aer condiționat Color-Science
termodinamică joi, 21 iunie 2018 de Timo van Neerden
Acum trei ani am publicat un articol despre producția de frig. Îmi permit să îl completez cu un nou articol despre aparatele de aer condiționat, pentru că în ciuda aparențelor, un aparat de aer condiționat nu este deloc un radiator pe care l-ar fi montat pe dos.
Căldură, energie, entropie
Căldura este energie sub formă de agitație termică: moleculele dintr-un corp fierbinte sunt mai agitate decât într-un corp rece. Privit din acest unghi, a răci un corp ar însemna să calmăm toate aceste molecule, să le comandăm.
Cu toate acestea, dacă a avea un sistem dezordonat dintr-un sistem ordonat este foarte simplu, inversul este mult mai mic! Și acest lucru este valabil și în viața de zi cu zi: este mai ușor să obții un puzzle ordonat sau dezordonat ?
Să fiu sincer, de fapt, este fundamental imposibil să comanzi un sistem dezordonat. Este chiar atât de fundamental încât este numit „al doilea principiu al termodinamicii”.
Acest principiu spune că cantitatea de ordine „într-un sistem izolat nu poate decât să crească: aceasta este noțiunea de entropie.
Deci, nu există nicio mașină care să poată răci doar un corp care i se prezintă: aceasta ar fi o încălcare a celui de-al doilea principiu.
Frigiderele sau aparatele de aer condiționat fac întotdeauna ceva mai mult decât să răcească corpul: se încălzesc în altă parte: frigiderul dvs. provoacă căldură pe grătarul din spate, iar aerul condiționat eliberează, de asemenea, o cantitate mare de căldură către exterior. trecem prin fereastră, evacuăm toată această căldură).
Acesta este singurul mod în care puteți răci un corp: încălzind altceva în schimb.
De fapt, aceste dispozitive mută căldura: iau căldura din corp pentru a se răci pentru a o evacua afară. Pentru aceasta există mai multe metode, cea mai ușoară fiind cea pe care o voi explica mai jos.
Aerul condiționat: mașină pentru a muta căldura
Aparatul de aer condiționat trebuie să preia căldura din aerul din cameră și să o epuizeze în exterior. Pentru a face acest lucru, căldura trebuie să treacă mai întâi din cameră la aerul condiționat. Acest lucru se poate face numai dacă aparatul de aer condiționat este mai rece decât interiorul dvs.: căldura curge întotdeauna numai din corpul fierbinte în corpul rece:
Transferul de căldură este apoi natural: aparatul de aer condiționat se încălzește și aerul din cameră se răcește până ajunge la un echilibru.
Pe cealaltă parte a aparatului de aer condiționat, partea care evacuează căldura din exterior, aerul condiționat trebuie să fie mai fierbinte decât aerul din exterior: astfel, căldura va ieși din aerul condiționat și se va pierde afară:
În cele din urmă, căldura va fi trecut din camera ta, în aer condiționat, apoi afară. Simplu, nu ?
De fapt nu: dacă facem bilanț, aerul condiționat trebuie să fie mai rece decât camera dvs., dar mai cald decât aerul din afară. Cu toate acestea, acest lucru nu este posibil a priori: un spațiu cu aer condiționat este adesea deja mai rece în interior decât în exterior, iar aerul condiționat continuă să funcționeze bine.
Deci, există un truc.
Trucul este să forțați partea de aer condiționat din casa dvs. să se răcească și partea din exterior să se încălzească.
Acest lucru este posibil datorită expansiunii și comprimării unui gaz. Când eliberați un gaz, acesta se răcește: puneți un termometru direct la ieșirea recipientului de deodorant (care este presurizat) și veți vedea: coboară la -50 ° C.