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Perché l'efficienza di un frigorifero può essere maggior di 1

Risposta: L'efficienza di un motore termico e di un frigorifero non è la stessa. Lascimi parlare della differenza concettuale in primo luogo. L'efficienza di un motore termico si riferisce a W/Q, che è il lavoro W fatto dal motore termico al mondo esterno nel ciclo termodinamico, diviso dal calore Q assorbente dal motore termico alla fonte di calore. Questo valore non può essere maggior di 1 è il limite della legge di conservazione di energia. L'efficienza del frigorifero si riferisce a Q/W, la Q è il calore assorbente dalla fonte fredda e W è il lavoro fatto dall'esterno al motore termico nel ciclo termodinamico.

Perché l'efficienza di un frigorifero può essere maggior di 1

Per usare un'analogia, un motore termico è come un fiume (il flusso di flusso di calore da una fonte di calore ad alta temperatura una fonte fredda a bassa temperatura) che è intercettato e convertito in energia meccanica. Non importa come potente il motore termico è, non può direttamente tagliare tutta l'acqua nel fiume e poi produrre l'acqua fuori dal nulla.

Corrispondentemente, il frigorifero è un portatore responsabile del trasporto del calore da una fonte fredda a bassa temperatura ad una fonte di calore ad alta temperatura. Che cosa fa non è di intercettare il flusso ma trasportarlo. Dobbiamo pagargli «il prezzo», cioè, dargli l'energia per farla farlo il lavoro e poi può portare il calore. Finchè l'energia meccanica assorbente dal frigorifero (cioè il lavoro fatto dal mondo esterno sul frigorifero) e l'energia termica assorbente dalla fonte fredda sono uguali all'energia termica consegnata alla fonte di calore ad alta temperatura, la legge di conservazione di energia non sarà violata. Ovviamente, non c'è la restrizione che «non potete direttamente intercettare il fiume e poi produrre l'acqua fuori dal nulla», in modo dall'efficienza del refrigerante può essere maggior di 1.