A)  Abban az esetben, ha a \(p\thinspace \unicode{x2013}\thinspace V\) diagramon ábrázolt, megfordítható körfolyamatot az óramutató járásával ellentétes irányban működtetjük, akkor a hőerőgépmodellből hűtőgépmodellt kapunk.  

  B)  A zárt ajtókkal működő hűtőgép termikus módon energiát vesz fel a konyha levegőjétől.  

  C)  A hűtőgépet nyitott ajtókkal használhatjuk a konyha levegőjének hűtésére. 

  D)  A hűtőgép működése ellentmond a termodinamika második főtételének. 

  A)  Abban az esetben, ha a \(p\thinspace \unicode{x2013}\thinspace V\) diagramon ábrázolt, megfordítható körfolyamatot az óramutató járásával ellentétes irányban működtetjük, akkor a hőerőgépmodellből hűtőgépmodellt kapunk.  

  B)  A zárt ajtókkal működő hűtőgép termikus módon energiát vesz fel a konyha levegőjétől.  

  C)  A hűtőgépet nyitott ajtókkal használhatjuk a konyha levegőjének hűtésére. 

  D)  A hűtőgép működése ellentmond a termodinamika második főtételének. 

A feladat zavaros, mivel a hőerőgépek olyan gépek, melyek a környezetüktől hőt (azaz rendezetlen energiát) vesznek fel, melyet részben mechanikai munkavégzés formájában (rendezett energiává alakítva) adnak le, részben pedig hő formájában (ez a hulladékhő). Vagyis egy teljes ciklusban a hőfelvételük mindenképp nagyobb, mint a hőleadásuk. Ez alapján a hűtőgépek nem tartoznak a hőerőgépek közé, hiszen ők egy ciklusban több hőt adnak le a környezet felé, mint amennyit felvesznek tőle, ami hez az energiafedezetet egy külső erő mechanikai munkavégzése biztosítja; tehát rendezett formájú energiát kapnak a környezettől, konkrétan a villamosenergia hálózattól, amikor is a kompresszoruk összepréseli a dugattyúban lévő gázt a villanymotorja segítségével. Így a B), C) és D) válaszlehetőségek eleve nem is hőerőgépekről fogalmaznak meg állításokat, így szóba se jöhetnek helyes válaszként. Azért vegyük sorra a válaszok fizikáját!

Az A) válasz igaz, mert a hőerőgépek körfolyamata \(p\thinspace \unicode{x2013}\thinspace V\) diagramon ábrázolva mindig óramutató járásával megegyező körüljárási irányú, míg a hűtőgépeké (hőpumpáké, hőszivattyúké) mindig ezzel ellentétes körüljárású.

A B) válasz nincs egyértelműen megfogalmazva, hogy melyik hőfelvételre gondol a feladat. Egyrészt mivel a hűtőgépek határoló falai nem tökéletes hőszigetelők, a belső hűtőtér felé a néla melegebb konyhai levegőtől folyamatosan hő áramlik; a falon keresztül a konyha lassan melegíti a hűtőtt ételeket. Ez a folyamat egy "szolgálatban álló" hűtőgép esetén mindig van, ha megy ép a kompresszor, ha nem. Ugyanakkor a kompresszor működése alatt és után a hűtőgépek a hátuljukon0 található csőkígyójukon keresztül az előbb említett, környezettől felvett hőnél nagyobb menniységű hőt adnak le, vagyis a konyhával folytatott hőcseréik egyenlege alapján a hűtőgépek összességében hőleadók. Tehát egyrészt igaz, hogy a hűtőgépek felvesznek hőt a környezetüktől (még csukott ajtó esetén is), másrészt az is igaz, hogy nettó értelemben viszont a hűtőgépek hőt adnak le a konyha felé. Most akkor mit is kéne válaszolni?

A C) válaszra egyértelműen mondhatjuk, hogy nem igaz, hiszen nyitott ajtóval a hűtőgép "mint az őrült" dolgozni fog, reménytelenül próbálja lehűteni a saját belső terét (amit a szoba levegője viszont egyfolytában melegít, de mindeközben rengeteg hőt ad le a hátsó hőleadó csőkígyóján. Összességében többet, mint amennyit a szobától a hűtés révén elvesz. Konkrétan annyival többet, amennyi energiát az elektromos hálózatból a konnektoron keresztül felvesz.

A D) válaszlehetőség a hűtőgépek és a termodinamika második főtétele viszonyát tárgyalja. A második főtétel a hűtőgépekkel kapcsolatban azt állítja, hogy hőáramlás spontán módon (külső behatás nélkül) mindig melegebb testről történik hidegebb test felé. Amikor a hűtőgép bekapcsol, akkor a konyha levegőjénél hidegebb ételektől elvon hőt, amit aztán lead a konyhai levegőnek, tehát összességében a hidegebb hely felől visz hő formájában energiát melegebb helyre. Csakhogy ez nem spontán módon történik benne, hanem külső behatásra, az elektromos hálózatból felvett energia "hajtja" a szokatlan irányba a hőt. Tehát a hűtőgép nem mond ellent a hőtan második főtételének.