Merhaba arkadaşlar, buzdolabının performans katsayısı (COP) sorusunu adım adım çözelim. Bu soru, termodinamik prensiplerini anlamamızı gerektiriyor. Unutmayın, buzdolabı soğuk bir ortamdan ısı çekerek sıcak bir ortama ısı verir ve bu işlem için enerji harcar.
Adım 1: Carnot Çevrimi ve COP'nin Anlamı
- Carnot çevrimi, bir ısı motoru veya buzdolabı için teorik olarak mümkün olan en yüksek verimliliği veya performansı temsil eder.
- Buzdolabının performans katsayısı (COP), elde edilen soğutma etkisinin (çekilen ısı) harcanan işe oranıdır. Yani, ne kadar ısı çekebiliyorsak ve bunun için ne kadar az enerji harcıyorsak, COP o kadar yüksek olur.
Adım 2: Carnot COP Formülü
- Carnot buzdolabı için COP formülü şu şekildedir: $COP_{Carnot} = \frac{T_c}{T_h - T_c}$
- Burada:
- $T_c$: Soğutucu bölmenin mutlak sıcaklığı (Kelvin cinsinden)
- $T_h$: Odanın mutlak sıcaklığı (Kelvin cinsinden)
Adım 3: Sıcaklıkları Kelvin'e Çevirme
- Sıcaklıkları Celsius'tan Kelvin'e çevirmek için 273.15 ekleriz:
- $T_c = -5°C + 273.15 = 268.15 K$
- $T_h = 25°C + 273.15 = 298.15 K$
Adım 4: COP'yi Hesaplama
- Şimdi formülde yerine koyalım: $COP_{Carnot} = \frac{268.15}{298.15 - 268.15} = \frac{268.15}{30} \approx 8.938$
Adım 5: Sonuç
- Bulduğumuz değer yaklaşık olarak 8.93'e eşittir. Bu, bu buzdolabının teorik olarak ulaşabileceği maksimum performans katsayısıdır.
Cevap A seçeneğidir.
