Il Frigorifero Termodinamico e le Pompe di Calore con 100 Esercizi

1. Come funziona un Frigorifero Termodinamico?

Un frigorifero (o macchina frigorifera) è una macchina termica che opera in senso inverso rispetto a un motore termico. Sfruttando un lavoro esterno $W$ fornito da un compressore, il sistema estrae calore $Q_2$ da una sorgente fredda (l'interno della cella) e lo trasferisce, insieme all'energia del lavoro compiuto, sotto forma di calore $Q_1$ verso una sorgente più calda (l'ambiente esterno).

2. Coefficiente di Prestazione (COP)

L'efficienza di un frigorifero non si misura con il rendimento, bensì con il Coefficiente di Prestazione ($COP$ o $COP_{\text{frig}}$), definito come il rapporto tra il calore estratto dalla sorgente fredda e il lavoro necessario per compiere il ciclo:

📐 Formule del Frigorifero e della Pompa di Calore: $$COP_{\text{frig}} = \frac{Q_2}{W} = \frac{Q_2}{Q_1 - Q_2}$$ $$COP_{\text{pompa}} = \frac{Q_1}{W} = \frac{Q_1}{Q_1 - Q_2} = COP_{\text{frig}} + 1$$

• $Q_2$: calore assorbito dalla sorgente fredda ($\text{J}$)
• $Q_1$: calore ceduto alla sorgente calda ($\text{J}$)
• $W$: lavoro elettrico/meccanico speso dal compressore ($\text{J}$)

3. Banca Dati Dinamica: 100 Esercizi sul Frigorifero e COP

Elenco completo dei 100 esercizi interattivi dedicati al calcolo del coefficiente di prestazione, degli scambi termici nei cicli frigoriferi e delle pompe di calore, ordinati per difficoltà: