题目
夏天将室内电冰箱门打开,接通电源紧闭门窗(设墙壁门窗均不传热),能否使室内温度降低?为什么?
夏天将室内电冰箱门打开,接通电源紧闭门窗(设墙壁门窗均不传热),能否使室内温度降低?为什么?
题目解答
答案
答:不能。该情况相当于在一个绝热体系中做电功,电机发热只能使室温增加。
解析
考查要点:本题主要考查学生对热力学第一定律和电冰箱工作原理的理解,以及在特定条件下的逻辑推理能力。
解题核心思路:
- 明确系统边界:题目中强调“墙壁门窗均不传热”,说明整个房间是一个绝热系统,热量无法与外界交换。
- 分析能量转化:电冰箱工作时,消耗的电能最终转化为热量。即使冰箱内部温度降低,但压缩机产生的热量会传递给室内空气。
- 整体热量平衡:在绝热系统中,电冰箱无法将热量排出系统外,因此总热量只能增加,导致室内温度上升。
破题关键点:
- 电冰箱的本质是做功耗能,其工作过程会增加系统内能。
- 绝热条件限制热量散失,导致室内温度无法降低。
能量转化分析
- 电冰箱的工作原理:
电冰箱通过制冷剂循环吸收内部热量,并通过压缩机做功将热量转移到冰箱外部(即房间内)。 - 电能的去向:
电冰箱消耗的电能一部分用于制冷(降低内部温度),但大部分转化为热能,并通过压缩机和制冷剂循环释放到房间内。
绝热系统的热量平衡
- 系统封闭且绝热:房间无法与外界交换热量,所有产生的热量均保留在房间内。
- 总内能变化:电冰箱工作时,电能转化为热能,导致房间总内能增加,温度必然上升。
结论推导
虽然冰箱内部温度降低,但房间整体温度由总内能决定。由于热量无法排出,室内温度最终会上升,无法实现整体降温。