Thermodynamica

Coiske60

hallo

ik heb een ietwat theoretische vraag:

Stel dat je geen wrijving hebt in het circuit van een warmtepomp of een koelkast (een vloeistof zonder viscositeit dus, men is daarnaar aan het zoeken heb ik ergens gelezen), zal het transporteren van warmte dan energie vragen? (nu moet je bv. in een warmtepomp 25 kw electrische energie instoppen om er 100 kw warmte mee binnen in huis te krijgen)

Op het eerste gezicht zou het inderdaad zo moeten zijn: de energie die gebruikt wordt om het gas samen te drukken (waardoor het verwarmt en warmte kan afgeven) krijgt men terug als het weer ontspant (en dus afkoelt en warmte opneemt).

Maar is dat dan in orde met de wetten van de thermodynamica?

mvg

Coiske60

Fred F.

Stel dat je geen wrijving hebt in het circuit van een warmtepomp of een koelkast ....... , zal het transporteren van warmte dan energie vragen

Ja, warmte van lagere naar hogere temperatuur "pompen" kost altijd energie.

.... een vloeistof zonder viscositeit dus, men is daarnaar aan het zoeken heb ik ergens gelezen.....

Waar heb je dat gelezen? In welk verband? Ik zie niet in wat de vloeistofviscositeit van het koelmedium ter zake doet. De keuze van een koelmedium wordt door heel andere fysische eigenschappen bepaald. Een warmtepomp werkt met een compressor die damp comprimeert, niet met een pomp die vloeistof verplaatst. Het is dus geen pomp in de letterlijke zin van het woord.

Coiske60

bedankt voor de antwoorden reeds, maar nee nee, ik wil niet aandringen over die vloeistof zonder viscositeit. Ik sprak alleen over "zonder wrijving" om zuiver vanuit de thermodynamica een verklaring te krijgen over de energie die men in zo'n systeem moet steken. "Pompen" van koud naar warm zoals in een ijskast én van warm naar koud (warmtepomp) kosten blijkbaar alletwee energie...

Coiske60

Fred F.

"Pompen" van koud naar warm zoals in een ijskast én van warm naar koud (warmtepomp) kosten blijkbaar alletwee energie...

Een warmtepomp verplaatst energie van koud naar warm, niet van warm naar koud.

Een ijskast is een warmtepomp.

Coiske60

ok, maar waarom moet er nu juist energie toegevoegd worden aan dit proces? Op het eerste zicht compenseert de expansie toch de compressie (als we het over druk hebben)? Wordt dat evenwicht verstoord omdat er warmte-energie getransporteerd wordt? Is er een website waar dit uitgelegd wordt?

Fred F.

Op het eerste zicht compenseert de expansie toch de compressie (als we het over druk hebben)?

Nee, want er wordt een relatief groot dampvolume gecomprimeerd en een relatief klein volume vloeistof geexpandeerd.

Maar in feite doet het niet terzake hoe de warmtepomp er van binnen uit ziet. Carnot heeft al in de 19e eeuw bewezen dat hoe je het ook doet je het nooit beter kunt doen dan: Qh/Th = Qc/Tc wanneer er warmte van Th naar Tc stroomt (heat engine) of van Tc naar Th verplaatst wordt (heat pump), dus ongeacht in welke richting die warmte stroomt.

Q = toegevoerde/afgevoerde warmte

T = absolute temperatuur

h = hot, c = cold

Als je een ijskast hebt op -20 oC (Tc = 253 K) en je keuken is op +18 oC (Th = 291 K) zal in het ideale geval gelden dat

Qh = Qc.(Th/Tc). Bovendien geldt natuurlijk dat Qh = Qc + W waarin W = verbruikte vermogen van de ijskast (of warmte pomp).

Dan is W = Qc.(Th/Tc - 1) = 0,15 Qc dus minimaal 15 W vermogen voor elke 100 W koeling. Maar dat is alleen zo als het mogelijk zou zijn een ideale Carnot cyclus te gebruiken in de ijskast, en er bovendien geen temperatuursverschil zou zijn tussen de ijskast en de vloeistof in de verdamper, en geen temperatuursverschil tussen de condenserende damp en de keukentemperatuur, en de compressor+motor 100% efficient zou zijn. Dat is geen van allen zo dus in werkelijkheid heeft je ijskast altijd meer dan 15 W per

100 W nodig.

Er zijn tig websites die schrijven over heat pump cycle of refrigeration cycle of Carnot.

Welke het best aansluit bij jouw kennisniveau zul je zelf moeten uitzoeken.

Coiske60

ok, dit is het antwoord dat ik zocht, heel erg bedankt

Ik ga inderdaad op die sites kijken, want met de naam "Carnot" gaat er een lichtje van 45 jaar geleden terug branden. Toen moest ik de Carnotcyclus van een viertaktmotor kennen. Ik ben toen door 't examen geraakt, maar louter en alleen omdat ik dat diagram van buiten geleerd heb. Nu ga ik proberen het te begrijpen. Uit die berekening begrijp ik nu ook waarom het rendement van een koelkast daalt als er ijs op de koelelementen staat.

nogmaals bedankt dus, en tot de volgende beginnersvraag

Coiske60

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Thermodynamica

Thermodynamica

Re: Thermodynamica

Re: Thermodynamica

Re: Thermodynamica

Re: Thermodynamica

Re: Thermodynamica

Re: Thermodynamica