Perché l'efficienza di un frigorifero può essere maggiore di 1
Risposta: l'efficienza di un motore termico e di un frigorifero non è la stessa. Parliamo prima della differenza concettuale. L'efficienza di un motore termico si riferisce a W/Q, che è il lavoro W svolto dal motore termico al mondo esterno nel ciclo termodinamico, diviso per il calore Q assorbito dal motore termico alla fonte di calore. Questo valore non può essere maggiore di 1 è il limite della legge di conservazione dell'energia. L'efficienza del frigorifero si riferisce a Q/W, Q è il calore assorbito dalla sorgente fredda e W è il lavoro svolto dall'esterno al motore termico nel ciclo termodinamico.
Perché l'efficienza di un frigorifero può essere maggiore di 1
Per usare un'analogia, una macchina termica è come un fiume (il flusso di calore che scorre da una fonte di calore ad alta temperatura a una fonte di freddo a bassa temperatura) che viene intercettato e convertito in energia meccanica. Non importa quanto potente sia il motore termico, non può tagliare direttamente tutta l'acqua nel fiume e quindi produrre acqua dal nulla.
Di conseguenza, il frigorifero è un portiere responsabile del trasporto di calore da una fonte fredda a bassa temperatura a una fonte di calore ad alta temperatura. Quello che fa non è intercettare il flusso ma trasportarlo. Dobbiamo pagargli il"prezzo", cioè dargli energia per farlo funzionare, e poi può portare il calore. Finché l'energia meccanica assorbita dal frigorifero (cioè il lavoro svolto dal mondo esterno sul frigorifero) e l'energia termica assorbita dalla sorgente fredda sono uguali all'energia termica ceduta alla sorgente di calore ad alta temperatura, il legge di conservazione dell'energia non sarà violata. Ovviamente, non vi è alcuna restrizione che"non si possa intercettare direttamente il fiume e quindi produrre acqua dal nulla", quindi l'efficienza del refrigerante può essere maggiore di 1.
