Κύρια θερμοδυναμικά μεγέθη συστήματος κλιματισμού αυτοκινήτου (a/c)

εικονα

Ο άνθρωπος ανακάλυψε και κατασκεύασε διάφορες «μηχανές» με τη βοήθεια των οποίων
μετατρέπει μια μορφή ενέργειας σε άλλη μορφή, πιο «κατάλληλη» για το σκοπό που θέλει.
Έτσι υπάρχουν «μηχανές» που μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια σε μηχανική, τη μηχανική
σε κινητική, την ηλεκτρική σε θερμική κ.λπ. Ως ενέργεια 1 γενικά ορίζεται η δυνατότητα που
έχει ένα σώμα να παράγει έργο. Κάθε σώμα περιέχει «εσωτερική ενέργεια».
Ως θερμότητα ορίζεται το ποσό της ενέργειας που προστίθεται ή αφαιρείται σ’ ένα
σώμα, για ν’ αλλάξει τη θερμοκρασιακή του κατάσταση (ζεστό ή κρύο) ή τη φυσική κατά-
σταση της μορφής του (στερεή – υγρή – αέρια). Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας
που οφείλεται στην εσωτερική κίνηση των μορίων της μάζας του. Η θερμότητα είναι επίσης
το αίτιο που προκαλεί το αίσθημα του ζεστού ή του κρύου.
Το μέγεθος το οποίο μας δείχνει πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι ένα σώμα σε σχέση με
κάποιο άλλο, ορίζεται ως θερμοκρασία. Η θερμοκρασία δηλαδή είναι το φυσικό μέγεθος
που χαρακτηρίζει τη θερμική κατάσταση ενός σώματος. Τη θερμοκρασία ενός σώματος τη μετράμε με τα θερμόμετρα. Οι μονάδες μέτρησης της θερμότητας καθώς και της θερμοκρασίας ανάλογα με το σύστημα μέτρησης Για να υπάρξει μεταφορά – μετάδοση της θερμότητας, πρέπει να υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας των σωμάτων. Η μεταφορά – μετάδοση της θερμότητας μπορεί να επιτευχθεί
είτε με απαγωγή ή αγωγιμότητα (επαφή και χωρίς μετακίνηση ύλης), είτε με μεταφορά
(μετακίνηση ύλης), είτε με ακτινοβολία (ακτίνες). Η θερμότητα όμως μεταφέρεται – μετα-
δίδεται πάντα από το θερμότερο σώμα προς το ψυχρότερο (2 ο Θερμοδυναμικό Αξίωμα).
Τα σώματα συναντώνται στη φύση σε στερεά, υγρή ή αέρια κατάσταση. Μπορεί να
πραγματοποιηθεί αλλαγή στην κατάσταση ενός σώματος, π.χ. από στερεά σε υγρή κατά-
σταση ή το αντίθετο, με την πρόσθεση ή αφαίρεση θερμότητας στη μάζα του. Το φαινόμε-
νο της αλλαγής κατάστασης (μορφής) από στερεά σε υγρή κατάσταση με συνεχή πρόσθε

ση θερμότητας και από υγρή σε αέρια, λέγεται τήξη. Η αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή η
αλλαγή κατάστασης από αέρια κατάσταση σε υγρή και με συνεχή αφαίρεση θερμότητας
σε στερεά κατάσταση λέγεται πήξη.
Βρασμός είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα υγρό αρχίζει να βράζει και να αλλάζει
κατάσταση και να γίνεται αέριο (ατμοποιείται). Η θερμοκρασία όπου αρχίζει η αλλαγή
κατάστασης (υγρή σε αέρια) λέγεται θερμοκρασία βρασμού και εξαρτάται από το υλικό
και την πίεση όπου πραγματοποιείται το φαινόμενο του βρασμού. Η σχέση ανάμεσα στην
πίεση και τη θερμοκρασία (βρασμού) είναι ανάλογη. Δηλαδή, όσο αυξάνεται η πίεση αυξά-
νεται και η θερμοκρασία βρασμού και αντίστροφα.
Υπάρχει και το παρόμοιο φαινόμενο της εξάτμισης, η μετατροπή δηλαδή υγρού σε
αέριο, με τη διαφορά ότι ο βρασμός πραγματοποιείται σε όλη τη μάζα του υγρού, ενώ η
εξάτμιση γίνεται μόνο στην επιφάνεια του υγρού. Το αντίστροφο φαινόμενο της εξάτμισης
δηλαδή η μετατροπή από αέριο σε υγρό με απαγωγή θερμότητας λέγεται συμπύκνωση.
Υπάρχει και το φαινόμενο της απευθείας μετατροπής από στερεά σε αέρια κατάστα-
ση, που ονομάζεται εξάχνωση. Η μετατροπή, π.χ. της ναφθαλίνης ή του ξηρού πάγου,
είναι φαινόμενο εξάχνωσης.
Για να πραγματοποιηθούν όλες αυτές οι μεταβολές χρειάζεται να προστεθεί ή να αφαι-
ρεθεί θερμότητα. Το ποσό της θερμότητας που απαιτείται να προστεθεί ή να αφαιρεθεί σε
μάζα ενός (1) Kg για να αυξηθεί ή να μειωθεί η θερμοκρασία της μάζας κατά ένα βαθμό
Κελσίου ή Κέλβιν λέγεται ειδική θερμότητα.
Το ποσό της θερμότητας που απαιτείται να προστεθεί ή να αφαιρεθεί από τη μάζα (Μ)
ενός σώματος ώστε η θερμοκρασία του να μεταβληθεί από Τ 1 σε Τ 2 , δίνεται από τη σχέση
Q = M x C x (T2 – T1), όπου Q είναι το απαιτούμενο ποσό θερμότητας, σε Kcal ή Kj ή Btu,
Μ είναι η μάζα του υλικού, σε Kg ή lb, C η ειδική θερμότητα του υλικού, σε Kcal / Kg 0 C ή
Kj / Kg Κ ή Btu / lb 0 F, Τ2 η τελική θερμοκρασία του σώματος σε 0 C ή 0 F και Τ1 η αρχική
θερμοκρασία του σώματος σε 0 C ή 0 F.
Επίσης, υπάρχουν και δυο ακόμα μεγέθη που απαιτούνται για τη μελέτη και πληρέστε-
ρη κατανόηση και υπολογισμούς των συστημάτων κλιματισμού.

Από τον abareta

Μπαρέτας Ντουντούς Αντώνιος Εργοδηγός Τεχνικός Μηχανικός Εφαρμογών