Плавление

Плавление водного льда используется при охлаждении до температуры 0 ⁰C. Для получения более низких температур в лед добавляют соль.

CaCl₂ + лед = -50 ⁰C

Кипение

Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг насыщенной жидкости в сухой насыщенный пар называют удельной теплотой парообразования.

Кипение - это процесс превращения вещества из жидкого состояния в парообразное.

Кипение широко применяется в циклах холодильных машин.

Сублимация - процесс перехода твердого вещества в парообразное (атмосферное давление и температура -78,9 ⁰C).

Охлаждение расширением газов

В процессе адиабатного расширения газа температура его понижается, так как внешняя работа совершается за счет внутренней энергии газа.

к - коэфициент адиабаты

Охлаждение дросселированием

Дросселирование - называется снижение давления жидкости или газа через суженное отвестие.

Внутренняя энергия газа расходуется на преодоление внутреннего трения при прохождении газа через суженное отверстие.

Охлаждение вихревым эффектом

I A

II A -A

IV

III

A

I - сопло

II - дроссель

III - труба

IV - труба для подачи холодного воздуха

Процесс температурного разделения газа, осуществляется в вихревой трубе. Труба вызывает значительный интерес вследствие простоты ее конструкции.

Сжатый газ подводится при температуре окружающей среды в цилиндрическую трубу III, через сопло I.

Поступающий в трубу газ совершает вращательное движение, одновременно перемещаясь от сопла I к дросселю II, причем через трубу меньшего диаметра IV выходят холодный воздух, а через дроссель II по периферии трубы горячий.

При давлении газа 0,3-0,5 Мпа температура холодного газа на 30-70 ⁰C ниже первоначальной температуры.

Термоэлектрический эффект

В технике широко применяется эффект возникновения термоЭДС в спаянных проводниках, когда место спаев находится при различных температурах (эффект Зеебека).

Достижение в области создания электрических элементов использующих эффект Зеебека привели к разработке элементов с использованием термодинамического эффекта Пельтье.

Сущность последнего заключается в появление разности температур на спаях пары материалов при прохождении через них электрического тока.

Два полупроводника n и m образуют контур, по которому проходит постоянный ток от источника питания. Если температура на холодных спаях Т_Х станет ниже чем температура источника низкой температуры, а температура на горячих спаях Т_r выше, чем температура окружающей среды, то термоэлемент будет выполнять функции холодильной машины.

окружающая

среда

r

n m

x

источник низкой температуры

Снижение температуры спая происходит, в том случае, когда пар под воздействием электрического поля. Электроны двигаясь из одной ветви термоэлемента переходит в новое состояние с более высокой энергией. При этом повышение энергии электрона происходит за счет кинетической энергии, отбираемой от атомов термоэлемента в местах их сопряжений.