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Aufgabe

Kühlschrank als Klimaanlage

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

F.A.Z.-Grafik LEIFIphysik/F.A.Z.-Grafik Kaiser

a) Lies dir die Seite über den Kühlschrank durch und beschreibe dann knapp in eigenen Worten die Funktionsweise dieses Haushaltsgerätes.
Gehe insbesondere auf die Phasenübergänge des Kühlmittels ein und versuche ein einfaches Bild über das Funktionsprinzip zu entwerfen.

b) Kann man die Küche dadurch an heißen Sommertagen kühlen, dass man den Kühlschrank auf die höchste Stufe einstellt und seine Türe öffnet? Begründe deine Antwort.

c) Was müsste in Teilaufgabe b) abgeändert werden, damit das Zimmer tatsächlich gekühlt werden könnte?

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a) Dem wärmeisolierten Kühlraum wird Energie entzogen und in den Außenraum abtransportiert. Hierzu verwendet man ein geschlossenes Röhrensystem, in dem sich ein Kältemittel mit sehr niedrigem Siedepunkt befindet. Das Verdampfen des Kältemittels findet im Kühlraum statt. Die hierfür notwendige Energie wird den Lebensmitteln entzogen. Die Kondensation, bei der die vom Kältemittel aufgenommene Energie wieder abgegeben wird, findet außerhalb des Kühlraums statt.

Ein Kompressor pumpt das gasförmige Kältemittel aus dem Verdampfer und drückt es in den Verflüssiger. Durch die Kompression wird das Kältemittel erwärmt. Über die Kühlrippen des meist auf der Geräterückwand befindlichen Verflüssigers wird Energie an die Umgebung abgegeben, das gasförmige Kühlmittel kondensiert und nimmt nun im Kühlraum wieder Energie auf usw. . .

b) Auf diese Weise kann man die Küche nicht kühlen. Die Energie, die man dem Kühlraum entzieht, wird außerhalb des Kühlschrankes an die Umgebung abgegeben.

c) Man müsste die außerhalb des Kühlschranks liegenden Teile (Kompressor, Verflüssiger usw.) außerhalb des Zimmers verlegen und das Zimmer gut thermisch isolieren.