hrw21

21 ENTROPIE
Změnaentropieuzavřenéhosystémujesoučettěchtodvou
hodnot,coždávánulu.
Nyní tedy můžeme pozměnit postulát o entropii
zčl.21.1tak,abychomzahrnulivratnéi nevratnéděje:
Entropie uzavřeného systému roste při ději nevratném
a zůstává stálá při ději vratném. Entropie uzavřeného
systémunikdy neklesá.
V části uzavřeného systému entropie může klesat, ale
vždylzenajítstejněvelkýčivětšípřírůstekentropievjiné
částitéhožsystému,takžeentropiejakoceleknikdynekle-
sá. Tato skutečnost je jednou z forem druhého termody-
namického zákona alzejinapsattakto:
Delta1S greaterdblequal0
(druhý termodynamický zákon,
pro uzavřenýsystém),
(21.5)
kdeznaménko>platípronevratnédějearovnítkoproděje
vratné.Tento vztahplatí pouzepro uzavřenésystémy.
Ve skutečném světě je většina dějů do jisté míry ne-
vratná kvůli tření, víření a podobným činitelům. Entropie
reálnýchuzavřenýchsystémůpřireálnýchdějíchtedyvždy
vzrůstá.Děje,přinichžseentropienemění,jsouvždypouze
idealizacídějůskutečných.
21.4 ENTROPIE KOLEM NÁS: MOTORY
Tepelný stroj
Tepelný stroj jetakovýstroj,kterýsesvýmokolímvymě-
ňujeteploapráci.(Připomeňmezčl.19.6,žejdeovýměnu
energie; označením „teplo“ a „práce“ rozlišujeme způsob,
děj, jakým se přenos odehrál.) Může to být tepelný motor,
který s okolím vyměňuje teplo a dodává práci; zabýváme
se jím v tomto článku. Může to být také chladnička anebo
tepelné čerpadlo (tepelná pumpa). Těm dodáváme práci,
aby odebíraly teplo chladnější lázni a dodávaly ho lázni
teplejší; těmi se budeme zabývat v čl.21.5. A může to být
i kombinace uvedených strojů — např. plynová chladnič-
ka, kde dodáváme teplo k tomu, abychom přečerpali teplo
zchladnějšíláznědoteplejší.
Tepelný motor
Tepelný motor nebo stručně jen motor je zařízení, které
odebírá ze svého okolí teplo a koná užitečnou práci. Srd-
cem takového stroje — nebo ještě výstižněji jeho krví —
jepracovní látka.Vparnímstrojijepracovnílátkouvoda,
a to jak kapalná, tak i pára. V automobilovém motoru je
pracovnílátkousměsbenzinovýchparavzduchu,atospá-
lenái nespálená.Stroj má pracovattrvale,ne jednorázově.
Předpokládáme proto, že probíhá cyklus, to znamená, že
pracovnílátkaprocházíjistouposloupnostítermodynamic-
kýchstavů;dějemeziniminazývámetakty.Nakoncikaž-
déhocyklusestrojvrátídovýchozíhostavu.Podívejmese
nyní,conámmůžeo činnostimotorů řícitermodynamika.
Carnotův motor
Viděli jsme již, že pro studium chování skutečných plynů
jeúčelnézabývatseideálnímplynem,kterývyhovujejed-
noduchému zákonu pV = nRT. Je to rozumný přístup;
ačkoliv ideální plyn neexistuje, každý reálný plyn se mu
svýmchovánímblížízapředpokladu,žejedostatečnězře-
děný. V podobném duchu budeme studovat chování reál-
nýchmotorů nazákladěrozboru ideálního motoru.
Videálnímmotorujsouvšechnydějevratné.Nenastává
žádnýztrátovýpřenos energiezpůsobenýnapříklad tře-
nímnebovířenímpracovnílátky.
SoustředímesenaspeciálníideálnístrojzvanýCarno-
tův, podle francouzského vědce a inženýra Carnota (Sadi
NicolasLéonardCarnot),kterýformulovaltutoideuvroce
1824. Později ukážeme, že tento stroj je v principu nej-
lepší v tom smyslu, že převádí teplo na práci s nejvyšší
možnou účinností.Carnotova prozíravostpřekvapujeještě
více,kdyžsiuvědomíme,žesvůjrozborprovedldříve,než
byl formulován první zákon termodynamiky, a mnohem
dříve,nežbyl zavedenpojementropie.
Obr.21.7ukazujeschematickyčinnostCarnotovamo-
toru. Během každého cyklu stroje pohltí pracovní látka
teplo |Q
H
| z tepelné lázně za stálé teplotyT
H
a předá stu-
denější tepelné lázni teplo |Q
S
| za stálé (nižší) teplotyT
S
.
(H = „horká“,S = „studená“.)
T
H
T
S
Q
H
Q
S
W
Obr.21.7 Schéma tepelného motoru. Smyčka se dvěma čer-
nými šipkami ve středu obrázku symbolizuje pracovní látku
cyklického stroje a připomene námp-V diagram. TeploQ
H
se
přenáší z horké lázně o teplotěT
H
do pracovní látky. TeploQ
S
senaopakpřenášízpracovnílátkydostudenélázněoteplotěT
S
.
Motor vykonává práciW na vhodném objektu v okolí systému.
21.4 ENTROPIE KOLEM NÁS: MOTORY 559
Obr.21.8 ukazuje p-V diagram pro Carnotův cyklus.
Jak ukazují šipky, cyklus probíhá po směru otáčení hodi-
novýchručiček.Představmesi,žepracovnílátkoujeplyn,
uzavřený ve válci s pístem podle obr.21.3. Válec můžeme
umístitdoněkterézedvouteplotníchláznípodleobr.21.3,
nebohotepelněizolovat.Obr.21.8ukazuje,žedáme-livá-
lec do kontaktu s horkou lázní o teplotě T
H
, přenáší se
teplo|Q
H
|zláznědopracovnílátkyaplynseizotermicky
rozpínázobjemuV
A
doobjemuV
B
.Podobně,je-lipracovní
látka v kontaktu se studenou lázní o teplotěT
S
, přenáší se
teplo|Q
S
|z pracovní látky do lázně a plyn se izotermicky
stlačujezobjemuV
C
do objemuV
D
.
p
VO
A
B
C
D
W
T
H
T
S
Q
S
Q
H
Obr.21.8 p-V diagram Carnotova cyklu motoru z obr.21.7.
CyklussestávázedvouizotermickýchdějůAB,CDadvouadi-
abatickýchdějůBC,DA.Zvýrazněnáplochauzavřenásmyčkou
mávelikostrovnoupráci,kterouCarnotůvmotorvykonáběhem
jednoho cyklu.
Teplo: Ve stroji na obr.21.7 předpokládáme, že vý-
měna tepla mezi pracovní látkou a lázněmi se koná
výhradně během izotermických procesů AB a CD na
obr.21.8.ProcesyzobrazenénaobrázkučaramiBCaDA,
kteréspojujíizotermyodpovídajícíteplotámT
H
aT
S
,musí
být vratné adiabatické děje; nepřenáší se při nich žádná
energie formou tepla. Abychom to zajistili, umístíme bě-
hem těchto dějů válec do tepelné izolace. Píst se přitom
pohybujeaplynmůževyměňovatprácisokolím.
Během dějů AB a BCna obr.21.8 se pracovní látka
rozpíná a koná tedy kladnou práci zdvíháním pístu. Tato
práce je v obr.21.8 zobrazena jako plocha pod křivkou
ABC. Během dalších dvou dějů CD a DA se pracovní
látka stlačuje, což znamená, že koná zápornou práci na
svém okolí neboli že okolí koná kladnou práci na systému
tím, že stlačuje píst. Tato práce je na obrázku zobrazena
plochou pod křivkou CDA. Celková práce během cyklu,
která je v obr.21.7 i 21.8 označena W, je dána rozdílem
mezi těmito dvěma plochami a je kladná; je rovna ploše
uzavřené cyklem ABCDAv obr.21.8. Tato práce W se
koná na nějakém vnějším objektu, například na proměnné
zátěži,kterou zvedáme(a nahořeuložímestranou).
Rov.(21.1), tj. Delta1S =
integraltext
dQ/T říká, že každý přenos
tepla je spojen se změnou entropie. Abychom znázornili
změnu entropie v Carnotově motoru, nakreslíme Carno-
tův cyklus vT-S diagramu (proměnné teplota a entropie),
obr.21.9.Stavy označenéjakoA,B,CaDvobr.21.9od-
povídají týmž písmenům v obr.21.8. Dvě vodorovné čáry
v obr.21.9 popisují izotermické děje v Carnotově cyklu
(protože teploty jsou konstantní). Děj AB je izotermické
rozpínání. Protože pracovní látka (vratně) přijímá během
rozpínání teplo |Q
H
| za (stálé) teploty T
H
, roste její ent-
ropie.PodobněběhemizotermickéhostlačeníCDpředává
pracovnílátka(vratně)teplo|Q
S
|za(stálé)teplotyT
S
ajejí
entropieklesá.
Dvě svislé čáry v obr.21.9 odpovídají dvěma adiaba-
tickým dějům Carnotova cyklu. Protože se během těchto
dvou dějů nepřenáší žádné teplo, nemění se během nich
entropiepracovnílátky.
T
SO
T-S diagram
T
H
Q
H
AB
DC
T
S
Q
S
Obr.21.9 Carnotův cyklus stroje podle obr.21.8 vynesený do
diagramu proměnných entropie S a teploty T (neboliT-S dia-
gram). Během dějů AB a CD zůstává teplota stálá. Naopak
během dějůBCaDAzůstává stálá entropieS.
Práce: Abychom vypočítali úhrnnou práci vyko-
nanou Carnotovým motorem během cyklu, použijeme
rov.(19.24), tj. prvního zákona termodynamiky (Delta1U =
= Q−W). Pracovní látka opakovaně prochází počáteč-
ním stavem cyklu. Jestliže proto označíme X libovolnou
stavovou veličinu pracovní látky (např. tlak, teplotu, ob-
jem,vnitřníenergiineboentropii),musíplatitDelta1X= 0pro
každý cyklus. Z toho plyne, že Delta1U = 0 pro úplný cyk-
lus pracovní látky. Připomeneme-li si, žeQv rov.(19.24)
je celkové teplo vyměněné během cyklu a W je celková
vykonaná práceběhemcyklu,můžemezapsatprvní zákon
termodynamikypro Carnotůvcyklusvetvaru
W =|Q
H
|−|Q
S
|. (21.6)
560 KAPITOLA 21 ENTROPIE
Změny entropie: V Carnotově motoru probíhají dva
vratné přenosy tepla, a proto dochází ke dvěma změnám
entropie pracovní látky — jedna za teploty T
H
, druhá za
teploty T
S
. Úhrnná změna entropie pracovní látky během
cyklujetedyrovna
Delta1S =Delta1S
H
+Delta1S
S
=
|Q
H
|
T
H
−
|Q
S
|
T
S
, (21.7)
kde Delta1S
H
je kladné, protože energie |Q
H
| je dodána pra-
covní látce ve formě tepla (nárůst entropie); Delta1S
S
je na-
opak záporné, protože energie |Q
S
| je pracovní látce ve
formě tepla odebrána (úbytek entropie). Protože entropie
je stavová veličina, musí platitDelta1S = 0 pro úplný cyklus.
DosazenímDelta1S = 0do rov.(21.7) získáme
|Q
H
|
T
H
=
|Q
S
|
T
S
. (21.8)
Protože platíT
H
>T
S
, musí platit |Q
H
|> |Q
S
|. Odebrali
jsmetedyvíceteplazteplejšílázně,nežlijsmedodalitepla
studenějšílázni.Zposledníchdvourovnicodvodímevýraz
proúčinnostCarnotovamotoru.
Tato rozvaha o entropii svádí k závěru, že Delta1S = 0
platí pro jakýkoliv cyklus, protože pracovní látka se při
uzavření cyklu vrátí do počátečního stavu a tedy všechny
stavovéveličinyvčetněentropieznovunabudoupočáteční
hodnoty. Ve skutečnosti platí dS>0, a to pro nevratné
cykly,tedyprovšechnyreálnémotory.Probíhá-litotižcyk-
lusrychle,nelzevůbecrov.(21.7)napsat,protožepracovní
látka nestihne vyrovnávat teplotu s lázněmi, v pracovní
látcesežádnáteplotaneustaví.Vtakovémnerovnovážném
cyklu dochází ke zvýšení entropie pracovní látky zvaném
produkceentropie.Změnuentropieláznívšaklzevypočítat
obvyklým způsobem, takže pro celkovou změnu entropie
uzavřené soustavy podle druhého termodynamického zá-
konadostáváme
−
Q
H
T
H
+
Q
S
T
S
+Delta1S>0.
Tepelná účinnost
Tepelnáúčinnost(čijednodušeúčinnost)motorujemírou
jeho schopnosti měnit teplo na práci. U motoru z obr.21.7
jeQ
H
touenergií,zakterouplatímetřebaveforměnákladů
na palivo do nádrže auta. Získáváme za to energiiW, kte-
rou můžemepoužívat.Je tedyrozumné definovatúčinnost
motorujako
η=
energiezískaná
energiezaplacená
=
|W|
|Q
H
|
(21.9)
(účinnost jakéhokoli motoru).
(Používáme absolutní hodnoty, protože chceme získat po-
měr velikostí.)Pro Carnotův stroj stačídosaditza práciW
zrov.(21.6):
η
C
=
|Q
H
|−|Q
S
|
|Q
H
|
= 1−
|Q
S
|
|Q
H
|
(21.10)
adosazenímzrov.(21.8)
η
C
= 1−
T
S
T
H
(účinnost Carnotova motoru), (21.11)
kde teplotyT
S
,T
H
jsou v kelvinech. Podle této rovnice je
tepelnáúčinnostCarnotovastrojenutněmenšínežjednička,
tj. menší než 100%. Vidíme to i na obr.21.7, kde zřejmě
jen část energie odebrané jako teplo z horní, teplejší lázně
odejdejakopráceW;zbytekpřejdejakoteplodostudenější
lázně. V čl.21.6 ukážeme, že žádný stroj pracující mezi
dvěmalázněmiT
S
aT
H
nemůžemíttepelnouúčinnostvětší
nežCarnotůvmotor.
Objevitelénedostiodborněfundovaníseneustálesnaží
zlepšit účinnost motorů snížením energie |Q
S
|, která je
„ztracena“, „vyhozena“ během každého cyklu. Nemají-li
dobré teoretické zázemí, je jejich snem „100% motor“,
znázorněný na obr.21.10, kde |Q
S
| je potlačeno na nulu
a |Q
H
| je beze zbytku přeměněno na práci |W|. Takový
„100% motor“ na zámořském parníku by mohl odebírat
teplo z mořské vody a používat této energie na pohon lod-
ního šroubu bez jakéhokoliv paliva. Ale bohužel, takový
„100% motor“ je jen snem; z rov.(21.11) je zřejmé, že
|Q
S
| může být nulové jen tehdy, je-li budquoterightT
S
= 0K,nebo
T
H
→∞, což jsou nesplnitelné požadavky. Místo toho
nás po desítky let sbírané zkušenosti praktického inženýr-
stvípřesvědčujíotétoalternativníformě druhého zákona
termodynamiky:
Není možné vytvořit takové cyklické děje, jejichž jedi-
ným výsledkem by bylo odebrání tepla z tepelné lázně
ajehoúplnápřeměnav práci.
T
H
W = Q
H
Q
H
Q
S
= 0
Obr.21.10 Schéma„100%motoru“(perpetuamobile2.druhu),
kterýbyměnilteploQ
H
z horké lázně (fakticky z jediné lázně)
beze zbytku v práciW se 100% účinností.
21.4 ENTROPIE KOLEM NÁS: MOTORY 561
Stručně řečeno: neexistuje „100% motor“. Někdy se
takovýstrojnazýváperpetuum mobile 2. druhunarozdíl
od „obyčejného“ perpetua mobile, které se pro odlišení
nazývá 1. druhu. Každé z nich narušuje jeden fyzikální
zákon,jakukazujenásledujícítabulka:
perpetuummobile: narušuje:
1. druhu zákonzachováníenergie
2. druhu druhý zákontermodynamiky
ÚčinnostjsmeodvodiliproCarnotůvmotor.Libovolný
reálný motor se svými nevratnými ději a ztrátamiužitečné
energie je ještě méně účinný. Kdyby motor vašeho auta
bylideálnímtepelnýmmotorem,mělbypodlerov.(21.11)
účinnost asi 55%; jeho skutečná účinnost je asi tak 25%.
Jaderná elektrárna na obr.21.11 je mnohem složitější za-
řízení. Odebírá teplo z aktivní zóny reaktoru, koná práci
pomocí turbíny a odvádí nadbytečné teplo do blízké řeky.
Kdybybylaelektrárnaideálnímmotorem,mělabyúčinnost
kolem40%;jejískutečnáúčinnostjevšakkolem30%.Atquoteright
postavíte jakýkoli motor, nepodaří se vám obejít omezení,
kterénaúčinnostkladerov.(21.11).
Obr.21.11 Jaderná elektrárna North Anna poblíž Charlottes-
villeveVirginiisvýkonem900MW.Elektrárnasoučasně(podle
plánu)rozptylujevblízkéříčceteplosvýkonem2100MW.Tato
elektrárna — stejně jako každá jiná podobná — rozptyluje více
energie, než jí dodává v užitečné formě. Toto je reálná paralela
kideálnímu motoru zobr.21.7.
Stirlingův motor
Rov.(21.11) neplatí pro všechny ideální stroje, ale jen pro
takové,kterémůžemepopsatpomocíobr.21.8,tj.prostroje
Carnotovy. Na obr.21.12 je zobrazen operační cyklus ji-
ného motoru — Stirlingova. Porovnáme-li ho s Carnoto-
vým cyklem z obr.21.8, vidíme, že oba stroje mají izoter-
mické přenosy tepla při teplotáchT
H
aT
S
. Ve Stirlingově
motoru podle obr.21.12 jsou však obě izotermy spojeny
nikoliadiabatickýmdějemjakovCarnotověstroji,aleizo-
chorickým dějem, probíhajícím při konstantním objemu.
Abychom zahřáli plyn při konstantním objemu zT
S
naT
H
(dějDAnaobr.21.12),musímepracovnílátcedodatteplo
z další tepelné lázně R, jejíž teplota se bude spojitě měnit
mezi těmito mezemi. Analogický děj obráceným směrem
probíhá během procesuBC, a to z téže lázně R — v tom
je hlavní vtip Stirlingova motoru. Přenos tepla (a odpoví-
dající změna entropie) probíhá tedy ve Stirlingově motoru
během všech čtyř taktů, nejenom během dvou taktů jako
v Carnotově stroji. Účinnost Stirlingova motoru je stejná
jako Carnotova motoru,je dána rov.(21.11). Obecněplatí,
žeúčinnostvšechvratnýchmotorůpracujícíchmezidvěma
danýmiteplotamiT
H
aT
S
dosahujemaximálníhodnotyη
C
.
p
V
V
B
V
A
A
B
C
D
Q
H
Q
Q
Q
S
W
T
H
T
S
Obr.21.12 p-V diagramStirlingovastroje,pracujícího(projed-
noduchost) sideálním plynem jako s pracovní látkou.
Stirlingův motor byl poprvé navržen v roce 1816 Ro-
bertem Stirlingem. Tento dlouho opomíjený motor se nyní
vyvíjí pro použití v automobilech a v kosmických lodích.
Byl již zkonstruován Stirlingův motor o výkonu 5000HP,
tj. 3,7MW.
K
ONTROLA 3: Tři Carnotovy motory pracují mezi láz-
němioteplotách(a)400Ka500K;(b)600Ka800K;
(c)400Ka600K.Uspořádejtejesestupněpodlejejich
účinnosti.
PŘÍKLAD 21.3
Carnotův motor pracuje mezi lázněmi teplot T
H
= 850K
a T
S
= 300K. Koná práci 1200J během každého cyklu
trvajícího 0,25s.
(a)Jakou má účinnost?
562 KAPITOLA 21 ENTROPIE
ŘEŠENÍ: Účinnostη
C
Carnotova motoru závisí jen na po-
díluteplot(vkelvinech)obouláznímezinimižpracuje.Podle
rov.(21.11) je tedy
η
C
= 1−
T
S
T
H
= 1−
(300K)
(850K)
=
= 0,647
.
= 65%. (Odpovědquoteright)
(b) Jaký je střední výkon motoru?
ŘEŠENÍ: StřednívýkonP jepodílpráceW adobycyklut,
během které je prácevykonána. Pro tento motor nalezneme
P =
W
t
=
(1200J)
(0,25s)
= 4800W= 4,8kW. (Odpovědquoteright)
(c) Kolik tepla |Q
H
| odebere motor během každého cyklu
z horké lázně?
ŘEŠENÍ: Zrov.(21.9) plyne
|Q
H
|=
|W|
η
=
(1200J)
(0,647)
= 1855J. (Odpovědquoteright)
(d) Kolik tepla |Q
S
| dodá stroj v každém cyklu studenější
lázni?
ŘEŠENÍ: Podle 1.zákona termodynamiky dostaneme
|Q
S
|=|Q
H
|−W =
=(1855J)−(1200J)= 655J.(Odpovědquoteright)
(e)Okoliksezměníentropiepracovnílátkyvkaždémcyklu
při kontaktu s teplejší (Delta1S
H
) astudenější (Delta1S
S
) lázní?
ŘEŠENÍ: V obou případech platí Delta1S = Q/T.Uteplejší
lázně entropie pracovní látky vzroste, u studenější poklesne.
Protože jde ocyklickýděj,budou obě změnycodo velikosti
stejné. Je tedy
Delta1S
H
=
Q
H
T
H
=
(1855J)
(850K)
=+2,18J/K (Odpovědquoteright)
a podobně
Delta1S
S
=
Q
S
T
S
=
(−655J)
(300K)
=−2,18J/K. (Odpovědquoteright)
PŘÍKLAD 21.4
Objevitel tvrdí, že postavil motor s účinností 75%, pracující
mezibody varu a tuhnutí vody. Je tomožné?
ŘEŠENÍ: Zrov.(21.11) dostaneme
η= 1−
T
S
T
H
= 1−
(0+273)K
(100+273)K
= 0,268
.
= 27%.
Ideální Carnotův motor pracující mezi danými teplotami by
měl účinnost 27%; jakýkoliv reálný motor (v němž nutně
nastávajínevratnédějeaztrátovépřenosyenergií)budeméně
účinný. Deklarovaná účinnost 75% je tedy pro dané teploty
nemožná.
RADY A NÁMĚTY
Bod 21.1: Jazyk termodynamiky
Při studiu termodynamiky ve vědě i v aplikacích se používá
jazyk velmi bohatý, ale někdy zavádějící. A bez ohledu na
svou specializaci budete muset tomuto jazyku rozumět. Do-
čtete se, že teplo je absorbováno, extrahováno, uvolněno,
předáno, vyměněno, odvedeno, vyjmuto, dodáno, přijmuto,
ztraceno nebo odejmuto či teplo proudí z jednoho tělesa na
jiné(jakobysejednalookapalinu).Můžetetakéčíst,žetěleso
má teplo (jako by bylo možné teplo uchopit nebo vlastnit),
či teplo se zvětšuje nebo zmenšuje. Měli bychom si vždy
uvědomit, co se míní výrazem teplo:
Teplo je energie přenesená z jednoho tělesa na jiné for-
mou neuspořádaného pohybu mikročástic. Tento přenos
je zpravidla důsledkem rozdílu teplot těles.
Zvolme jedno z těles za náš zkoumaný systém. Pak ta-
kovému přenosu energie do zkoumaného systému odpovídá
kladné teplo Q>0. Přenosu energie ven ze zkoumaného
systému odpovídá záporná hodnota teplaQ0 konaná systémem na okolí,
resp. záporná práce W
prime
< 0 vykonaná okolím na systému.
A podobně přenos energie dovnitř systému popíšeme zápor-
nou pracíW0vykonanouokolímnasystému.Tomůžebýtza-
vádějící. Jakmile tedy vidíte slovo práce, čtěte pozorně, aby
vámneuniklsprávnýsměrpřenosu,atímsprávnéznaménko.
Poslední způsobpřenosu energie (zde neprobíraný) sou-
visísevznikáním,zanikánímavýměnoučástic.Např.vche-
mickéreakcihořenívodíku„zanikají“molekulykyslíkuavo-
díkua„vznikají“molekulyvody.Probíhá-lireakcevratně,má
změna energie charakter práce. Nevratnost reakce posouvá
charakterzměnykvýměnětepla.(Protomluvímenapř.ospal-
némteple;ihořenímůžesiceprobíhatvratně,alezapodmínek
arychlostí, které jsou pro praxi zpravidla nevhodné.)
21.5 ENTROPIE KOLEM NÁS: CHLADNIČKY 563
21.5 ENTROPIE KOLEM NÁS:
CHLADNIČKY
Chladnička je takový tepelný stroj, který využívá práce
kčerpáníteplazchladnějšíláznědoteplejší,atocyklickým
vykonáváním vhodné posloupnosti dějů. Např. v domácí
chladničcekonáprácielektrickýkompresorapřenášíteplo
prostřednictvím pracovní látky (chladicího média) z pro-
storu pro uskladnění jídla (chladnější lázeň) do místnosti
(teplejší lázeň). Obr.21.13 ukazuje základní části chlad-
ničky.
T
H
T
S
Q
H
Q
S
W
Obr.21.13 Složeníchladničky.Smyčkase dvěmačernýmišip-
kami ve středu obrázku symbolizuje pracovní látku cyklického
stroje, podobně jako v p-V diagramu. Teplo Q
S
se přenáší ze
studené lázně o teplotěT
S
do pracovní látky. TeploQ
H
se pře-
náší z pracovní látky do horké lázně o teplotě T
H
. Práce W je
chladničce (resp.její pracovní látce) dodávána zvenčí.
Klimatizační zařízení a tepelná čerpadla jsou ve své
podstatě chladničkami. Rozdíly jsou jen v povaze chlad-
nější a teplejší lázně. K