The COP of a refrigerator working on reverse Carnot cycle ($T_2$ – higher temperature, $T_1$ – lower temperature) is given by -
उत्क्रम कार्नो चक्र पर कार्य करने वाले प्रशीतक का निष्पादन गुणांक (COP) ($T_2$ – उच्च तापमान, $T_1$ – निम्न तापमान) किसके द्वारा दिया जाता है?
EXPLANATION
Thermodynamics & Refrigeration
Derivation of Reverse Carnot Refrigerator COP:
- Definition of COP: The Coefficient of Performance of a refrigerator is the ratio of heat absorbed from the cold refrigerated space ($Q_1$) to the net work input ($W$):
$$\text{COP} = \frac{Q_1}{W} = \frac{Q_1}{Q_2 - Q_1}$$ - For a reversible Carnot cycle operating between absolute temperatures $T_1$ (evaporator/low) and $T_2$ (condenser/high):
$$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{T_1}{T_2}$$
Substituting temperatures yields:
$$\text{COP}_{\text{ref}} = \frac{T_1}{T_2 - T_1}$$
(Note: $T_2 / (T_2 - T_1)$ is the COP of a heat pump, whereas $(T_2 - T_1) / T_2$ is the thermal efficiency of a Carnot heat engine).
Therefore, the correct expression is $T_1 / (T_2 - T_1)$.
उत्क्रम कार्नो प्रशीतक के COP का निगमन:
- COP की परिभाषा: प्रशीतक का निष्पादन गुणांक ठंडे कक्ष से अवशोषित ऊष्मा ($Q_1$) तथा आवश्यक कुल कार्य ($W$) का अनुपात होता है:
$$\text{COP} = \frac{Q_1}{W} = \frac{Q_1}{Q_2 - Q_1}$$ - उत्क्रम कार्नो चक्र में परम तापमान $T_1$ (निम्न) और $T_2$ (उच्च) के लिए:
$$\text{COP}_{\text{ref}} = \frac{T_1}{T_2 - T_1}$$
(ज्ञातव्य: $T_2 / (T_2 - T_1)$ हीट पंप का निष्पादन गुणांक होता है)।
अतः प्रशीतक का सही COP सूत्र $T_1 / (T_2 - T_1)$ है (विकल्प 4)।
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