Обратимый круговой процесс. Холодильный цикл
Охлаждение с помощью отдельных процессов (фазовые превращения, дросселирование и т.д.) может продолжаться до тех пор, пока имеется достаточное количество рабочего вещества. Непрерывное охлаждение можно осуществить и при конечном количестве рабочего вещества, если после совершения холодильного эффекта вернуть вещество в первоначальное состояние, то есть совершить круговой процесс. В круговом процессе должна происходить не только замкнутая циркуляция рабочего вещества, но и отдача теплоты какому-либо другому телу, способному воспринимать эту теплоту, с этой целью может быть использована окружающая среда, температура которой выше температуры охлаждающего тела.
Теплота сама собой переходит лишь от тела более нагретого к телу менее нагретому; самопроизвольный переход теплоты от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой невозможен. В качестве компенсации должна быть затрачена энергия согласно второму закону термодинамики.
Охлаждение связано с явлением теплообмена и протекает с участием не менее двух тел: охлаждаемого и охлаждающего. Охлаждающее тело принято называть рабочим телом, рабочим веществом или холодильным агентом.
Количество теплоты, которое может поглотить охлаждающее (рабочее) тело, определяет его холодильный эффект или холодопроизводительность.
Совокупность процессов, которые осуществляет рабочее тело, производя непрерывное охлаждение, получила название обратного термодинамического цикла.
В обратном цикле теплота переносится от холодного тела к нагретому; при этом затрачивается энергия.
Обратный цикл, осуществляющий перенос теплоты холодного источника к окружающей среде (воде или воздуху), называется холодильным циклом.
Холодильный цикл показан на рис. 1.
Рис. 1. Схема холодильной машины
От охлаждаемого тела при низкой температуре ТО рабочее вещество отнимает теплоту qО и передаёт её окружающей среде, которая имеет более высокую температуру ТОС. Для осуществления этого процесса затрачивается работа l, которая в виде теплоты воспринимается рабочим телом так же, как и теплота qО передаётся им в окружающую среду.
.