Három esszétéma közül kell választania egyet (az alábbi az egyik). Fejtse ki másfél‑két oldal terjedelemben, összefüggő ismertetés formájában! Ügyeljen a szabatos, világos fogalmazásra, a logikus gondolatmenetre, a helyesírásra, mivel az értékelésbe ez is beleszámít! Mondanivalóját nem kell feltétlenül a megadott szempontok sorrendjében kifejtenie.
A légkondicionáló működése és a hideg ára
A légkondicionáló berendezések csőrendszerében valamilyen alacsony forráspontú, normál körülmények között többnyire gáz halmazállapotú anyagot keringetnek. A csőrendszerbe egy kompresszort és egy szelepet iktatnak. A kompresszor összesűríti a hűtőközeget, melynek így a nyomása és a hőmérséklete is megnő. Az anyag a kompresszor utáni, úgynevezett kondenzátorba jutva lehűl (erről gondoskodik a ventillátor), ezért lecsapódik, folyékony halmazállapotúvá válik. Ezután a nagy nyomás következtében a folyadék átpréselődik a szűk szelepen, és alacsonyabb nyomású részbe kerül. Itt elpárolog, újra gőzzé válik, eközben hőt von el a környezetétől. A párolgással keletkező gázt a kompresszor szívja el és pumpálja át a kondenzátorba. A kompresszorban a gáz a nagy nyomás miatt azonnal felmelegszik, majd a kondenzátorban lehűlve ismét cseppfolyós állapotba kerül. Ez a körfolyamat játszódik le újra és újra a klímaberendezésben. A pontos adagolásért elektronikus érzékelők felelősek. A manapság kapható légkondicionálók kb. \(3,5\ \mathrm{kW}\) felvett teljesítménnyel hűtik lakásunkat.
Mitől függ egy folyadék forráspontja? Mutassa be a párolgás (forrás), illetve a lecsapódás során végbemenő energiacsere jellegét!
Milyen módon érhető el, hogy ugyanaz az anyag a berendezés egyik felében elpárolog, a másikban viszont lecsapódik?
A légkondicionáló berendezés mely részében van hőleadás a környezetnek, illetve hőfelvétel a környezetből, hol történik mechanikai munkavégzés?
A kondenzátor és a párologtató közül melyiket kell a hűteni kívánt szobán belülre, és melyiket azon kívülre telepíteni?
Hogyan hatna a szoba hőmérsékletére, ha mindkettőt a szobán belül helyeznénk el?
Mennyibe kerülne a fent említett teljesítményű légkondicionáló kánikulai, egy hetes, szünetmentes, maximális teljesítményű üzemeltetése, ha tudjuk, hogy jelenleg \(1\ \mathrm{kWh}\) elektromos energia kb. $50\ \mathrm{Ft}$‑ba kerül?
a) A párolgás és lecsapódás során lejátszódó hőcsere ismertetése, a forráspontot meghatározó tényezők:
5 pont
A forráspont a folyadék anyagától (1 pont) és a környező nyomástól (2 pont) is függ.
A párolgás (forrás) hőfelvétellel (1 pont), a lecsapódás hőleadással (1 pont) jár.
b) A berendezés két része közti különbség megnevezése:
2 pont
A berendezés két oldalán létrejövő nyomáskülönbség (2 pont) miatt lehetséges, hogy az egyik oldalon ugyanaz a folyadék párolog, a másikon lecsapódik.
c) A berendezés egyes részeiben végbemenő energiacsere megnevezése:
1 + 1 + 1 pont
A párologtatóban hőfelvétel (1 pont) történik a környezetből, a kompresszorban mechanikai munkavégzés (1 pont), a kondenzátorban pedig hőleadás (1 pont) a környezet felé.
d) A párologtatót a szobában, a kondenzátort a szobán kívül kell elhelyezni.
2 pont
e) A szobában elhelyezett kondenzátor hatásának megadása:
3 pont
A szoba a légkondicionáló működésétől ebben az esetben felmelegedne (1 pont), hiszen a körfolyamat során a kompresszor munkavégzéséből származó energiát is a kondenzátorban adja le (2 pont) a hűtőközeg.
f) Az egyheti működés költségének meghatározása:
3 pont
\[3,5\ \mathrm{kW}\cdot 168\ \mathrm{h}\cdot 50\ \mathrm{\displaystyle\frac{Ft}{kWh}}=29\ 400\ \mathrm{Ft}\]
(képlet + számítás, 2 + 1 pont)
Összesen: 18 pont