Какую энергию вырабатывает холодильник технология 6 класс кратко

Обновлено: 04.07.2024

Холодильник появился благодаря термодинамике, науке, занимающейся перемещением и превращением тепла. Эти процессы и происходят в обычном домашнем холодильнике. Тепло захватывает хладагент, выводит его наружу, тем самым охлаждая содержимое камеры, и возвращается назад за новой порцией тепла.

Что такое хладагент?

Это рабочее вещество холодильника, которое из-за низкой температуры кипения способно с легкостью забирать тепло.

Длительное время в качестве рабочего вещества использовался R-12, или фреон. Но установив его вредное воздействие на озоновый слой планеты, заправка им холодильников стала приостанавливаться. Сегодня применяется безвредный для человека и природы R-134а, а также смеси различных газов и диметиловый эфир.

Как низкая температура кипения хладагента связана с охлаждением продуктов?

Из физики известно, что при кипении вещество забирает из окружающей среды тепло и, тем самым, ее охлаждает. Так, например, при растирании тела эфиром, чувствуется охлаждение. Испаряясь, он забирает тепло у тела. Чтобы охладить внутреннюю камеру холодильника, нужно заполнить рабочим веществом некоторые части устройства. Вскипев, оно заберет тепло у помещенных в камере продуктов.

Как же работает холодильник?

Любой холодильник состоит из трех главных составляющих:

Мотора – компрессора.
Конденсатора – металлический змеевик, расположенный на задней панели.
Испарителя – коробочка из металла, которую можно увидеть в морозильной камере.

Сжиженный под давлением хладагент по трубопроводу из змеевика попадает в испаритель. В испарителе низкое давление. Рабочее вещество начинает кипеть и испаряться, охлаждая стенки испарителя, который в свою очередь охлаждает воздух в холодильнике. Компрессор создает низкое давление в испарителе, откачивая его пары На место испарившегося газа поступает новый сжиженный газ.

Пройдя через компрессор, пары в сжатом состоянии поступают в змеевик. При сжатии газ нагревается, поэтому конденсатор всегда теплый. Проходя по змеевику, горячий хладагент остывает и превращается в жидкость. В жидком состоянии он снова поступает в испаритель, и процесс начинается снова.

Круговорот продолжается до того, пока датчик температуры не даст сигнал компрессору остановиться.

Почему хладагент не закипает прямо в змеевике?

А потому, что при разном давлении температура кипения так же разная. Именно из-за низкого давления в испарителе и происходит кипение хладагента. В змеевике же температура кипения достаточно высокая из-за высокого давления. Как, например, в котлах с высоким давлением температура кипения воды может достигнуть 200 градусов по шкале Цельсия.

Роль компрессора

Это своеобразный насос. Он перекачивает хладагент и создает нужное давление в испарителе и змеевике для сжижения и испарения хладагента. Испаритель же является источником холода в холодильнике.

При утечке хладагента или отказе компрессора необходим ремонт холодильников.

Существует закон сохранения энергии, который в двух словах и очень упрощенно значит: никакая энергия не сидит на месте и постоянно переходит, изменяет свои виды (Включили вы камин, электрическая энергия преобразуется в тепловую. Тепло, которое было получено, нагревает воздух. Этот воздух нагревает стены. Стены нагревают воздух на улице и т.д.)

Таким образом и работает холодильник. Он просто забирает тепло с продуктов и камеры, и переносит это же тепло в окружающую среду. Ведь холод - это отсутствие тепла. Любая холодильная машина будет иметь 4 главные составляющие: компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка), испаритель. Ну и холодильный агент. Им в домашних холодильниках служит фреон, они бывают разные с разной холодопроизводительностью. (Чаще всего R-134a).

Компрессор, который стоит внизу холодильника (черный горшочек) сжимает наш холодильный агент (х/а). При высоком давлении он жидкий. В жидком и теплом виде он поступает на большую решетку (сзади холодильника) - это конденсатор (конденсация - переход из пара в жидкость). Далее, наш жидкий фреон сжимается капиллярной трубкой очень маленького диаметра. Это нужно для изменения его агрегатного состояния. При низком давлении фреон переходит в пар (испаритель). Испаритель находится внутри камеры (т.е. туда, куда вы кладете колбаску). Именно испаритель забирает тепло от физических тел, которые там находятся. Потому как в состоянии пара происходит прекрасное поглощение тепла. Это и есть обратный цикл Карно.

В общем-то холодильник просто переносит тепло от продуктов в воздух. Поэтому не рекомендовано его прислонять к стенке - тем самым нарушая теплоотдачу.

На производстве принцип тот же, просто могут добавляться некоторые дополнительные приборы. Как правильно х/а там аммиак (R-717). Широко используются специальные водно-солевые растворы (температура кипения доходит до -60), этиленгликоль, изобутан (R-600). Можно использовать даже воду, но она ограничена достаточно высокой температурой замерзания, а лед по трубам не протолкнешь.

Энергия – способность вещи или предмета совершить работу.

Информация – это вся совокупность сведений об окружающем нас мире, о всевозможных протекающих в нем процессах, которые могут быть восприняты живыми организмами, электронными машинами и другими информационными системами.

Основная и дополнительная литература по теме урока

1. Технология. 6 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / В.М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.; под ред. В. М. Казакевича. – М.: Просвещение, 2017.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

На предыдущих уроках вы узнали, что для того чтобы произвести любой продукта труда материального или нематериального потребительского блага необходимо соединить предмет труда – материал, средства труда – инструменты и труд человека.

Чаще всего результат этой работы мы можем потрогать или увидеть.

Но есть такие предметы труда, о существовании которых вы все знаете, но их трудно ощутить.

Например, энергия. Люди используют различные виды энергии для всего, от собственных движений до отправки космонавтов в космос.

Когда говорят об энергии какого - то тела, то это значит, что за счёт этой энергии данное тело может совершить полезную работу.

Только благодаря энергии на нашей планете существует жизнь. Энергия бывает разная. Тепло, свет, звук, микроволны, электричество – все это разные виды энергии. Для всех происходящих в природе процессов требуется энергия.

Существует два типа энергии:

Потенциальная (способность совершить);
Кинетическая (собственно работа).

При любом процессе один вид энергии преобразуется в другой. Продукты питания – картофель, хлеб и т.д. – это хранилища энергии.

Почти всю используемую на Земле энергию мы получаем от Солнца. Солнце передаёт Земле столько энергии, сколько произвели бы 100 миллионов мощных электростанций.

Источники энергии делятся на две группы:

Возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые источники энергии – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия присутствует в окружающей среде в виде энергии, не являющейся следствием целенаправленной деятельности человека.

Есть пять основных возобновляемых источников энергии:

Солнечная;
Геотермальное тепло внутри Земли;
Энергия ветра;
Биомасса из растений;
Гидроэнергетика из проточной воды.

Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии.

Энергия невозобновляемых источников, в отличие от возобновляемых, находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека.

Большая часть ресурсов, потребляемых в настоящее время из невозобновляемых источников это:

Энергия проявляется в различных формах:

Тепловая;
Энергия света;
Кинетическая (движение);
Электрическая;
Химическая;
Ядерная энергия;
Гравитационная.

Как предмет труда энергию можно производить, накапливать, передавать, преобразовывая в работу.

Тепловую энергию можно ощутить, прикоснувшись к тёплому предмету, можно потрогать древесину, металл, ткань, но нельзя потрогать информацию.

Как можно потрогать те сведения, которые вы получили на уроке технологии?

Информацию нельзя пилить, резать, нагревать, но её можно представить в виде знаков, символов и образов. С их помощью можно обрабатывать и передавать информацию.

Когда мы говорим об информации как о предмете труда, нужно понимать, что обработке подвергаются именно смысловые цепочки знаков, символов и образов.

Информация informatio – в переводе с латинского – разъяснение, изложение, осведомлённость

В повседневной жизни, в быту информацией называют любые данные, сведения, знания, которые кого-либо интересуют.

Существует множество технологических процессов, в которых предметом труда является информация. В таких случаях труд носит умственный характер.

Исходная информация, представляющая собой предмет труда, подвергается обработке или преобразованию с помощью различных видов информационных технологий. Информация собирается, подвергается контролю, преобразуется, подвергается сортировке, подбору, математической обработке, преобразуется в удобную для восприятия человеком форму – таблицы, графики, схемы, передаётся пользователю в требуемой форме.

Предприятиям, занятым производством информации, присущ ряд специфических особенностей:

В процессе производства информации не создаётся материальных продуктов;
Информация может фиксироваться на определённом материальном носителе, являясь в то же время не материальном продуктом;
Имеется возможность как однократного, так и многократного удовлетворения потребностей с использованием одной и той же информации;
Потребительские свойства информации (своевременность, достоверность, полнота и др.) могут изменяться во времени;
В процессе потребления информация не уничтожается, все её потребительские свойства сохраняются, в отличие от технических средств, которые изнашиваются тем сильнее, чем выше интенсивность их использования.

В отличие от ресурсов, связанных с материальными предметами, информационные ресурсы являются неистощимыми и предполагают существенно иные методы воспроизведения и обновления, чем материальные ресурсы.

Информацию следует считать особым видом ресурса – запасом неких знаний о материальных предметах, об их энергетических, структурных и других характеристиках предмета.

Современное общество испытывает потребность в моментальном получении информации. Компьютерные, коммуникационные технологии предоставляют человеку такую возможность. Для бесперебойной, слаженной работы всех систем процесса постоянно требуются специалисты.

Специалистов, так или иначе связанных с информационными технологиями, великое множество: Системные администраторы, IT – разработчики, программисты, веб-дизайнеры, контент – менеджеры.

Практически в каждой компании представлено несколько должностей, относящихся к данной области.

Вот некоторые из них:

Web – программист – специалист в области информационных технологий, занимающийся разработкой интернет-сайтов, а также программного обеспечения для их эффективного управления.

ERP – консультант – специалист по внедрению и наладке систем, которые позволяют автоматизировать бизнес-процессы на предприятии.

Шифровальщик, или криптограф, специализируется на зашифровке и расшифровке важной информации.

Технический писатель – специалист по составлению текстов и документации, предназначенной для использования или ремонта бытовой и иной техники, решения технических задач и управления программным обеспечением.

Системный администратор обеспечивает непрерывную работу локальных сетей, компьютерной техники и программного обеспечения. Поддерживает работу центрального сервера и отвечает за безопасность хранения данных.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Выделите зелёным возобновляемые источники энергии, синим цветом – невозобновляемые источники энергии.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Холодильник. Презентация на заданную тему содержит 15 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Холодильник Холодильник — устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Применяется обычно для хранения пищи или предметов, требующих хранения в прохладном месте (лекарства, косметика). Бытовой холодильник имеется почти в каждой семье. Работа холодильника основана на использовании теплового насоса, переносящего тепло из рабочей камеры холодильника наружу, где оно рассеивается во внешнюю среду. Существуют также промышленные холодильники, объём рабочей камеры которых может достигать десятков и сотен кубометров, они используются, например, на предприятиях общественного питания, мясокомбинатах, промышленных производствах. Холодильники могут подразделяться на два вида: среднетемпературные камеры для хранения продуктов и низкотемпературные морозильники. Однако в последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холодильники, включающие в себя оба компонента. Первые двухкамерные холодильники были выпущены фирмой Дженерал Электрик.

История создания Первый бытовой холодильник был создан в 1913 году. Как и промышленные холодильники, он работал с использованием принципа теплового насоса. В первых бытовых холодильниках в качестве охлаждающей жидкости использовались достаточно токсичные вещества. Первая получившая широкое распространение модель холодильника Monitor-Top была произведена фирмой General Electric в 1927 году. В СССР первые образцы бытового холодильника производятся в 1937 г. Серийный выпуск начался в 1939 г. (до начала Великой Отечественной войны выпущено несколько тысяч экземпляров). Массовое производство запущено в 1950 г. К 1962 году холодильники имели: в США — 98,3% семей, в Италии — 20%, а в СССР — 5,3% семей.

Принцип действия компрессионного холодильника Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основная передача тепла основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника, использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника. Хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или ТРВ) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение её в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника.

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор. Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор. В конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и конденсируется, то есть превращается в жидкость. Процесс повторяется вновь. Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло. Терморегулирующий вентиль (ТРВ) необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр — это аналог ТРВ. Он не меняет своё сечение, а дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента. Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлаждённый хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из испарителя подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить эффективность холодильника. При достижении необходимой температуры температурный датчик размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При повышении температуры (за счёт внешних факторов) датчик вновь включает компрессор.

Итак бытовой холодильник ! Итак бытовой холодильник ! Что общего между бытовым электроприбором (как официально его называют) и самым интересным предметом, изучаемым в колледже ФИЗИКОЙ. Давайте рассмотрим эту связь. Прежде всего для начала вспомним для чего предназначен этот красивый белый шкаф. Главная задача, которую он должен выполнить - это сохранение в пригодном для употребления виде продуктов питания. Добиться выполнения поставленной задачи поможет холод, т.е. необходимо в относительно небольшом объёме в любое время года иметь низкую, а иногда и довольно низкую температуру. Как этого достичь? Вот тут и приходят на помощь знания законов физики и физических процессов.

Любой холодильник состоит из следующих основных частей: 1. металлический шкаф внутри которого смонтировано оборудование, обеспечивающее согласованную работу всего комплекса. 2. морозильная камера, в которой поддерживается более низкая температура, чем в холодильной камере. Имеет небольшие размеры и предназначена для глубокой заморозки продуктов. 3. холодильная камера, предназначенная для хранения продуктов, при относительно невысокой степени заморозки 4-8°С. Имеет довольно большой объём. 4. предохранители, как и в любом электротехническом изделии служат для обеспечения безопасной работы схемы электропитания при превышении допустимого напряжения питающей сети. 5. термостаты в автоматическом режиме обеспечивают поддержание температуры в заданном диапазоне. 6. реле является исполнительным устройством, обеспечивающим включение и выключение электродвигателя компрессора по команде, идущей от задающего устройства (термостат)

7. конденсаторы – электротехнические устройства, в данной схеме служат для сглаживания пульсаций напряжения и как искрогасящие, в цепи питания электродвигателя компрессора. 7. конденсаторы – электротехнические устройства, в данной схеме служат для сглаживания пульсаций напряжения и как искрогасящие, в цепи питания электродвигателя компрессора. 8. компрессор – сердце холодильника – обеспечивает необходимое давление в системе охлаждения 9. термометр – прибор контролирующий температуру внутри самого холодильного шкафа в пассивном режиме. 10. уплотнители позволяют сделать холодильный шкаф герметичным и резко снизить потери холода. 11. крыльчатка вентилятора создающего необходимую циркуляцию охлаждённого воздуха внутри холодильного шкафа. Создавая равномерное распределение охлаждённого воздуха по всему внутреннему объёму шкафа. 12. испаритель служит для теплообмена, т.е. именно испаритель охлаждает внутреннее пространство холодильного шкафа. 13. лампа – простая лампа накаливания освещает внутреннее пространство холодильника при открывании двери.

Компрессор Компрессор - какие же физические законы и процесс применимы в данном устройстве: Вынужденные колебания поршня – тема механические колебания Поступательное и вращательное движение, равномерное о равноускоренное движение – поршень, коленчатый вал, шатун. Сжатие и расширение жидкости, парообразование и конденсация, агрегатное состояние вещества, давление газа и жидкости вот сколько тем из изучаемого предмета используется только в одном компрессоре. Кроме того здесь необходимо учитывать такие понятия, я как сила трения, возникающая в подшипниках электродвигателя и самого компрессора, трение поршня о стенки цилиндра, понятие прочности материала, линейного расширения, текучесть жидкости т.к. хладагент должен находится в замкнутой герметичной системе, а он обладает высокой текучестью.

Обозначим темы из курса физика, которые применимы в данном устройстве: I.КИНЕМАТИКА. 1. Движение тел 2. Кинематика, Относительность движения и покоя. 3. Траектория движения. 4. Поступательное и вращательное движения тела. 5. Движение точки. 6. Равномерное и прямолинейное движение и его скорость. 7. Неравномерное прямолинейное движение и его скорость . 8. Ускорение при прямолинейном движении. 9. Криволинейное движение. 10. Скорость криволинейного движения. II.ДИНАМИКА. 1. Закон инерции. 2. Силы. 3. Уравновешивающиеся силы. 4. Точка приложения силы. 5. Равнодействующая сила. 6. Связь между силой и ускорением. 7. Все три закона Ньютона. 8. Закон сохранения импульса. 9. Деформация тела , виды деформации. 10.Силы трения. III СТАТИКА. 1. Разложение сил на составляющие 2. Пара сил. 3. Центр тяжести. 4. Условия равновесия тел.

IV Работа и энергия. IV Работа и энергия. 1. Работа силы. 2. Потенциальная энергия. 3. Кинетическая энергия. 4. Закон сохранения энергии. 5. Мощность. Расчёт мощности механизмов. 6. Коэффициент полезного действия механизмов. V Криволинейное движение. 1. Ускорение при криволинейном движении. 2. Силы при равномерном движении по окружности. 3. Угловая скорость. VI Гидростатика. 1. Силы давления. 2. Закон Паскаля. VII Аэростатика. 1. Механические свойства газов. 2. Разрежающие насосы. VIII Гидродинамика и аэродинамика. 1. Давление в движущейся жидкости. 2. Течение жидкости по трубам. Трение жидкости. 3. Закон Бернулли. IX Тепловое расширение твердых и жидких тел. 1. Формула линейного расширения тел. 2. Формула объёмного расширения тел. X Свойства газов. 1. Изотермические процессы. XI Упругость и прочность. 1. Упругие и пластичные деформации. 2. Закон Гука.

Вот только часть тех явлений и физических законов, о которых может идти речь при рассмотрении работы только одного из составляющих холодильную систему устройств. Если рассматривать работу электродвигателя то обнаружим следующие законы и явления, без которых невозможно ни сконструировать , ни эксплуатировать электрооборудование. Расчёт предохранителей напрямую связан с законом Ома. Наладка и ремонт оборудования – закон Кирхгофа. Работа электромагнитного реле – явление самоиндукции, магнитные свойства вещества (металлический якорь), электрическое активное сопротивление, индуктивное сопротивление катушки. Понятие о разности потенциалов и напряжении, ЭДС и силе тока. Электрический конденсатор – способность накопления и разделения зарядов. Понятие о диэлектриках и их свойствах. Диэлектрики применяются как изоляторы для изготовления проводов, используемых в конструкции холодильника. Поэтому можно смело утверждать, что без знания ФИЗИКИ невозможно осваивать выбранную специальность. Физические явления и процессы лежат в основе любого явления, происходящего в нашей жизни. Вот только часть тех явлений и физических законов, о которых может идти речь при рассмотрении работы только одного из составляющих холодильную систему устройств. Если рассматривать работу электродвигателя то обнаружим следующие законы и явления, без которых невозможно ни сконструировать , ни эксплуатировать электрооборудование. Расчёт предохранителей напрямую связан с законом Ома. Наладка и ремонт оборудования – закон Кирхгофа. Работа электромагнитного реле – явление самоиндукции, магнитные свойства вещества (металлический якорь), электрическое активное сопротивление, индуктивное сопротивление катушки. Понятие о разности потенциалов и напряжении, ЭДС и силе тока. Электрический конденсатор – способность накопления и разделения зарядов. Понятие о диэлектриках и их свойствах. Диэлектрики применяются как изоляторы для изготовления проводов, используемых в конструкции холодильника. Поэтому можно смело утверждать, что без знания ФИЗИКИ невозможно осваивать выбранную специальность. Физические явления и процессы лежат в основе любого явления, происходящего в нашей жизни.

Читайте также: