如果將一台冰箱開著櫃門放在一間密閉的房間裡,這個房間的溫度會發生變化嗎?

時間 2021-05-31 06:21:02

1樓:徐蠢凱

樓上說什麼熱機倒轉,製冷係數與問題毫無關係,純粹就是賣弄。房間這個系統與外界的唯一能量交換就是有電能的輸入,電能會轉為熱能,房間溫度會上公升。如果溫度下降了,電能輸入了,那麼能量就憑空消失了,不符合能量守恆。

冰箱的確是個倒開的熱幫浦,所以有人說熱力學第二定律的東西,但是這個問題的焦點明明是能量守恆好伐?

2樓:FallenAshes

來,跟我念一遍熱二定律的克勞修斯表述:「不可能使熱量從低溫熱源傳遞到高溫熱源而不引起其它影響。」現在我們就用反證法,做定性分析,在不用公式的情況下試試能不能用這句話匯出什麼矛盾。

假設你的冰箱先開了一段時間,使得高低溫熱源出現了溫差,此時關掉冰箱,任由冰箱內的冷空氣與房間裡的空氣進行熱平衡。在不降溫的假設下,經過熱平衡後,高溫和低溫熱源都維持溫度不變,體系的總熱能也就不變,這時考慮到你還在往系統裡做功,你做的功就莫名其妙的消失了,這部分能量莫名其妙的不知去往了何方。如果假設會降溫的話,這時你會發現體系的熱能也跟著一起莫名其妙的消失了一部分,也就是房間裡空氣整體溫度降低所對應的熱能,與你做的功一樣。

這樣就違背了熱一定律能量守恆,所以必然是錯的。既然降溫和溫度不變都是錯的,那麼正確的結果就是,會公升溫。

這是因為冰箱和房間內空氣的總熱能是守恆的,冰箱冷藏室的空氣降溫釋放了多少熱能,房間裡的空氣公升溫就至少吸收了多少熱能。在這樣的情況下,你還在不停的往裡面做功,給乙個封閉體系輸入能量,那麼結果必然是體系公升溫,就彷彿往乙個封閉的氣球裡充氣一樣。

3樓:Phosphates

首先,你的朋友明顯是錯誤的。冰箱,還有空調,它們本質都是熱幫浦[1],可以理解成倒轉的熱機。工作原理是通過做功,將熱量從乙個地方搬運到另乙個地方。

這也是為什麼,空調一般會有兩部分,一部分在室內而另一部分在室外。夏天當我們開空調製冷時,屋子裡的那部分會吹出冷風,而屋外的那部分會吹出熱風。如果你不慎將兩個部分都裝在了屋內,那麼肯定就不再有製冷功能了。

但是,你的回答也不完全正確。冰箱、空調這種熱幫浦,雖然是對熱量進行搬運,但是也是需要消耗能量的。熱幫浦的效率(從低溫熱源吸熱量/外界輸入的功)為效能係數(coefficient of performance),縮寫為C.

O.P.[1]。

對於實際中的熱幫浦來說,C.O.P.

通常在2到6之間。假設C.O.

P.為6,那麼每搬運6 kJ的熱量,就需要做功1 kJ,而這部分功最終也都轉化為了熱量。也就是說,如果整個冰箱,或者整個空調都放在同乙個房間內,不僅溫度不會降低,也不會保持不變,而是會繼續公升高的!

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