[화공 열역학] Refrigeration, 냉동 과정

냉동기는 5장에서 카르노 싸이클을 설명할 때 잠시 나왔었는데, 열펌프라고도 부른다. 말 그대로 저온 열원에서 열을 끌어 올려다가 고온 열원에 방출하는 것이다. 이 과정에서 외부에서 일을 받아야만 열역학 제 2법칙에 의해 열의 흐름이 가능하다. 열기관의 이상적인 경우가 카르노 싸이클인 것 처럼, 열펌프의 이상적인 경우도 카르노 냉동 싸이클이다. 열역학 제 1법칙에 의한 에너지 밸런스를 세워보면 카르노 열기관의 열 효율처럼 카르노 냉동기의 효율을 나타내는 값을 성능 계수 ω 라 한다. 시스템에 해준 일로 얼마나 많은 열을 저온 열원에서 뽑아냈는지 수치로 나타낸 것이고, 아래와 같의 정의한다. 식 a를 QC 로 나누고 정리해보면 따라서 카르노 냉동기의 성능 계수도 아래와 같이 오로지 저온과 고온 열원 온도만의 함수로 표현된다. 예를 들어서, 우리 집에 있는 냉장고가 카르노 냉동기라 가정하고, 냉장고를 5 로 유지시키며 30 의 주위로 열을 방출한다고 하면 이 냉장고의 성능 계수는 온도는 ...

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