ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамические основы производства искусственного холода из "Холодильная техника" Физическая природа тепла и холода одинакова. Тепло является одной из форм энергии, проявляющейся в движении молекул вещества того или иного агрегатного состояния. Тепло — это внутренняя энергия тела, заключающаяся в хаотическом движении его частиц, а различие между теплым и холодным телами лишь в скорости движения молекул, составляющих эти тела. При отводе от тела тепла движение молекул замедляется и оно охлаждается. Следовательно, получение холода сводится к уменьшению содержания тепла в твердом, жидком или газообразном теле. Охлаждение тела — это отвод от него тепла, обычно оно сопровождается понижением температуры. [c.10] Искусственное охлаждение — специальная область техники, в значительной степени базирующаяся на основах термодинамики. [c.10] Холодильная машина понижает температуру ограниченной среды или тела относительно температуры окружающей среды и поддерживает эту пониженную температуру неопределенно долгое время. Эта задача может быть приложена к большому числу конкретных случаев так, например, с помощью холодильных машин можно понизить до заданного предела температуру воздуха изолированной камеры и поддерживать ее, как бы искусственно создавая зимние условия. [c.10] Точно так же можно понизить температуру солевого раствора соответствующей концентрации или, отнимая скрытую теплоту парообразования, осуществить сжижение газообразного вещества. [c.10] Производство искусственного льда также основано на действии холодильной машины, посредством которой от воды отнимается теплота, в результате чего ее температура понижается от начальной до 0°, а затем, при постоянной температуре, происходит превращение воды в лед. [c.10] В естественно протекающих процессах теплопередачи между телами тепло переходит от более нагретого к менее нагретому, от теплого к холодному телу. Поэтому можно понизить температуру заданного тела, если имеется какое-либо естественное охлаждающее средство, т. е. другое тело с температурой ниже заданной (например, родниковая вода, холодный наружный воздух). В этом Случае достаточно установить контакт между этими телами. Однако естественные охлаждающие средства в большинстве случаев не могут понизить температуру тела до требуемых пределов, и температура их не является стабильной.. [c.11] Следовательно, необходимо прибегнуть к искусственному охлаждению, при котором можно отнять тепло от тел, имеющих температуру То ниже температуры окружающей среды Т. [c.11] В искусственном охлаждении принимает участие холодильный агент с более низкой температурой, чем температура, до которой охлаждается среда. Получение холодильного агента с необходимой низкой температурой является особой задачей, которая не может быть решена посредством теплопередачи, предопределяющей наличие естественного охлаждающего средства с еще более низкой температурой. [c.11] Возникает один из основных вопросов холодильной техники — как получить рабочее вещество или холодильный агент со свойствами, обеспечивающими искусственное охлаждение до требуемых пределов. В этом вопросе — сущность теории машинного охлаждения, в настоящее время самого распространенного и в эксплуатационном отношении весьма удобного метода охлаждения. Чтобы выяснить этот вопрос, необходимо воспользоваться основными положениями термодинамики. [c.11] Первое начало термодинамики утверждает, что теплота и работа могут превращаться друг в друга оно устанавливает количественное соотношение между теплом и работой при переходе одного вида энергии в другой. При превращении 1 ккал тепла в работу получается 427 кгм работы. Число 427 называется механическим эквивалент01М тепла. При обратном превращении 1 кгм работы в тепло получается 1/427 ккал. [c.12] По первому началу термодинамики — работа и теплота эквивалентны. [c.12] Второе начало термодинамики уста-иавливает, что все естественные тепловые процессы протекают так, что теплота от тел с более высокой температурой переходит к телам с низкой температурой. Обратный процесс перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому естественным путем происходить не может. [c.12] По второму началу теплота не может сама по себе переходить от более холод-нагч) к более теплому телу. [c.12] Таким образом, второе начало термодинамики указывает на принципиальную возможность перехода тепла от менее нагретого тела к более нагретому, при условии затраты энергии. Посредником в этом, так называемом холодильном процессе выступает рабочее вещество — холодильный агент. [c.12] Чтобы холодильный агент мог перенести тепло от тела низкой температуры к телу с более высокой температурой, применяют специальные устройства, которые Приводятся в действие при затрате энергии—.механической работы или тепла (рис. 3). [c.12] Вернуться к основной статье