kako radi frižider tema je koja pokazuje da fizika nije samo skup formula iz udžbenika. Iza uređaja koji svakodnevno koristimo nalaze se električno i magnetno polje, energija, talasi, toplota i osobine materijala. U nastavku je princip rada objašnjen jasno, ali fizički tačno.
Frižider ne stvara hladnoću – on prenosi toplotu
Unutrašnjost frižidera je hladna zato što uređaj pomoću rashladnog fluida oduzima toplotu namirnicama i predaje je vazduhu u prostoriji. Za taj prenos potrebna je električna energija.
Koji fizički princip omogućava rad uređaja?
Rashladni fluid kruži zatvorenim sistemom. Isparava pri niskom pritisku u isparivaču i apsorbuje toplotu. Kompresor mu povećava pritisak i temperaturu. U kondenzatoru na zadnjoj strani fluid predaje toplotu prostoriji, kondenzuje se, a zatim kroz ekspanzioni element ponovo padaju pritisak i temperatura.
Toplota pri promeni temperature: Q = m·c·ΔT; koeficijent učinka hlađenja: COP = Qoduzeto/W.
Veličine i jedinice:
Q – toplota (J), m – masa (kg), c – specifični toplotni kapacitet (J/kgK), ΔT – promena temperature (K ili °C), W – uloženi rad (J).
Kako uređaj radi – korak po korak
- U isparivaču rashladni fluid isparava i prima toplotu iz frižidera.
- Kompresor sabija paru i podiže joj pritisak i temperaturu.
- Na zadnjoj strani fluid predaje toplotu prostoriji i kondenzuje se.
- Posle pada pritiska fluid se hladi i ciklus počinje ponovo.
Primer iz svakodnevnog života
Zadnja rešetka je topla jer prostoriji predaje i toplotu iz namirnica i električnu energiju koju je uređaj potrošio. Zato je važno ostaviti prostor za strujanje vazduha.
Odakle nastaju gubici energije?
Toplota ulazi kroz zidove, zaptivke i pri svakom otvaranju vrata. Led na isparivaču i prašina na kondenzatoru otežavaju razmenu toplote i povećavaju potrošnju.
Najčešća zabluda
Zabluda: Otvorena vrata frižidera mogu da rashlade zatvorenu kuhinju.
Objašnjenje: Frižider na zadnjoj strani preda više toplote nego što je oduzeo iz vazduha, jer se dodaje energija rada kompresora. Ukupan rezultat je blago zagrevanje prostorije.
Bezbedna upotreba
Ne prekrivajte ventilacione otvore i ne oštećujte cevi rashladnog sistema. Uređaj mora stajati stabilno, a kabl i utikač moraju biti ispravni. Servis rashladnog kola radi stručna osoba.
Mali ogled ili provera bez posebne opreme
Dodirnite spoljašnju bočnu ili zadnju površinu dostupnu bez pomeranja uređaja i uporedite je sa vazduhom u prostoriji. Ne dirajte električne delove niti skidajte zaštitu.
Povezivanje sa gradivom fizike
Rad frižidera povezuje unutrašnju energiju, isparavanje, kondenzaciju, pritisak, rad gasa i prenošenje toplote.
Pitanja za proveru znanja
- Gde rashladni fluid prima toplotu?
- Zašto je zadnja strana topla?
- Da li otvoren frižider hladi kuhinju?
Odgovori
1) U isparivaču unutar hladnog prostora. 2) Jer kondenzator predaje toplotu prostoriji. 3) Ne, ukupno je zagreva.
Česta pitanja
Zašto ne treba stavljati vruću hranu odmah u frižider?
Ona predaje veliku količinu toplote, pa kompresor duže radi i povećava se potrošnja.
Zašto se čuje povremeno uključivanje?
Termostat i senzori uključuju kompresor kada temperatura poraste i isključuju ga kada se dostigne zadana vrednost.
Zaključak
Frižider je toplotna pumpa: uz utrošak rada prenosi toplotu iz hladnijeg prostora u topliju prostoriju. Njegov ciklus je odličan primer termodinamike u domu.
Ako želite da fiziku razumete kroz primere, formule i zadatke, pogledajte formule iz fizike i rešene zadatke na sajtu Fizičarenje.