經(jīng)常有人問,,冰箱的制冷原理是什么?冰箱里的溫度下降了,,那么冰箱里的熱量在哪里呢,?這不是違反能量守恒定律嗎,?冰箱消耗的電在哪里,?會不會因為升溫快而直接冷卻?面對這么多問題,,總結(jié)之后,,我得到的答案如下,。
冰箱冷藏室和冷凍室的熱量通過冰箱外壁輻射到室內(nèi)。這是一個能量轉(zhuǎn)移的過程,,并不違反能量守恒,。同時,室內(nèi)散發(fā)的熱量還包括冰箱內(nèi)部設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱量,。
所以有些人打開冰箱門,,想通過這種方式給房間降溫是不可行的:冰箱的散熱量=冰箱的制冷量。所以,,冰箱門越開,,室內(nèi)溫度越高。
在制冷系統(tǒng)中,,電能不參與制冷,,只是為制冷劑提供動力?!湟评?,制冷劑必須在管道中保持運動,這個我們后面會講到,。
比如這里的電能就像汽車里的汽油,。實際上是發(fā)動機使汽車前進,但汽油為發(fā)動機提供能量,。
我們把冰箱看成兩部分:冰箱內(nèi)部和冰箱外部,。冰箱里的裝置主要作用是吸熱,也就是制冷,。它的主要裝置是蒸發(fā)器,。冰箱外面的裝置的作用是散熱和提供電力。它的主要設(shè)備是壓縮機,、冷凝器和毛細管,。
這里重點介紹制冷劑的制冷原理,并不是像我們想象的那樣通過降低自身溫度來達到吸熱的效果,。而是用一種物理現(xiàn)象——液體沸騰來吸熱,。為什么冰箱里的液態(tài)制冷劑會沸騰?這又是一個物理知識,。壓力越低,,沸點越低。
制冷劑在室溫下是氣態(tài)的,,換句話說,,——把液態(tài)制冷劑放在室溫下,它會沸騰,。制冷劑之所以能在冰箱中變成液體,,是因為冰箱為制冷劑提供了一個高壓環(huán)境,。我們先來看看冰箱的制冷示意圖
在該圖中,箭頭方向表示制冷劑的移動方向,。紅色表示制冷劑處于高溫高壓狀態(tài)(液態(tài)),,黃色表示制冷劑處于常溫高壓狀態(tài)(液態(tài)),綠色表示制冷劑處于常溫常壓狀態(tài)(沸騰狀態(tài)),,藍色箭頭表示制冷劑處于常溫常壓狀態(tài)(氣態(tài)),。這是一個漸進的過程。圖中箭頭的顏色變得過于突兀,,整個漸變過程都發(fā)生在蒸發(fā)器中,。
下面總結(jié)一下本文所寫的全部內(nèi)容,從壓縮機出發(fā),,從制冷劑的角度出發(fā):壓縮機啟動(耗電發(fā)熱)為制冷劑的運動提供動力,。
氣態(tài)的制冷劑經(jīng)過冷凝器,遇到毛細管,,但是毛細管的管比較細,,使得大量的制冷劑擁擠在冷凝器中。一個推毛細管(壓縮機),,一個擋毛細管(毛細管),,越來越多的制冷劑留在冷凝器里,壓力越來越大,。
壓力升高后,,氣態(tài)制冷劑開始液化,液化的過程伴隨著吸熱,,所以滯留在冷凝器前半部分(壓縮機附近)的制冷劑是高溫高壓的液態(tài),。這些制冷劑在冷凝器中慢慢冷卻,直到冷卻到室溫,,開始慢慢排隊通過毛細管,。
蒸發(fā)器的管道較粗,制冷劑通過毛細管的壓力突然下降,,液態(tài)制冷劑開始沸騰汽化(吸熱),。直到制冷劑完全通過蒸發(fā)器,在常溫常壓下完全變成氣體,。
氣態(tài)制冷劑再次通過壓縮機,,繼續(xù)新的循環(huán)。
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