你能想象冰箱出現(xiàn)之前的生活是什么樣的嗎?

　　下次您在炎熱的天氣沉迷于冰鎮(zhèn)飲料時，您將擁有冰箱(和船上 冰箱)感謝清爽的冰鎮(zhèn)飲料。就在不久前，你必須非常富有或人脈廣，才能和幾個人一起喝一杯冰鎮(zhèn)飲料。 冰塊 漂浮在里面。今天，我們認為制冷是理所當(dāng)然的，但曾幾何時，人們用絕緣貨艙將大塊冰塊運往世界各地賣給富人。

　　在冷藏之前，保存食物是一項艱巨的工作。你可以給食物加鹽，在冬天，你可以把食物埋在雪堆里，希望小動物沒有找到它。但是，為了保持必需品的儲備，您必須努力工作 - 或者滾動資金。制冷是一項改變我們?nèi)粘Ｉ罘绞降陌l(fā)明。如今，我們可以更輕松地保存食物，因此在涉及食源性疾病時，我們不必擔(dān)心的事情要少得多。食物供應(yīng)也更加穩(wěn)定。那加侖牛奶可以在冰箱里保存幾周，而不是在臺面上保存幾個小時。這是巨大的。這意味著如果你想定期供應(yīng)牛奶，你就不需要在后院養(yǎng)一頭奶牛。

　　制冷的基本原理也在另一個重要的家用電器中發(fā)揮作用：空調(diào)。據(jù)估計，美國使用的所有電能中約有5%用于保持家庭涼爽。這是非常驚人的，特別是當(dāng)你考慮到大多數(shù)制冷背后的原理很簡單時。這是一句話：當(dāng)液體蒸發(fā)時，它會在此過程中吸收熱量。如果你想擺脫熱量，你需要哄騙液體轉(zhuǎn)化為氣態(tài)[來源： 王牌].

　　制冷的目的

　　擁有冰箱的根本原因是保持食物冷藏。低溫有助于食物保持更長時間的新鮮。冷藏背后的基本思想是減緩細菌(所有食物都含有)的活性，以便細菌需要更長的時間才能破壞食物。

　　例如，如果牛奶在室溫下放在廚房柜臺上，細菌會在兩三個小時內(nèi)變質(zhì)牛奶。然而，通過降低牛奶的溫度，它會保持新鮮一兩個星期 - 冰箱內(nèi)的低溫大大降低了細菌的活性。通過冷凍牛奶，您可以完全阻止細菌，牛奶可以持續(xù)數(shù)月(直到冷凍灼傷等效果開始以非細菌方式破壞牛奶)。

　　冷藏和冷凍是當(dāng)今最常用的兩種食品保鮮形式。

　　冰箱的部件

　　如果你倒一點摩擦 酒精 在你的皮膚上，它會感覺很冷——真的很冷。它沒有冷藏，那么這是怎么發(fā)生的呢?好吧，酒精在室溫下蒸發(fā)就像水在烤箱中低溫蒸發(fā)一樣。當(dāng)它蒸發(fā)時，它會吸收皮膚表面的熱量，使您的皮膚更涼爽。一種稱為制冷劑的特殊冷卻劑在冰箱中的作用與酒精在皮膚上的作用方式相同，除了在冰箱中，冷卻劑被困在一系列線圈中。當(dāng)它通過它們形成電路時，它會從液體到氣體來回變化。

　　為了實現(xiàn)這一冰冷的壯舉，冰箱使用了五個主要組件：

　　壓縮機

　　熱交換管 (單元外的蛇形或盤繞管組)

　　膨脹閥

　　熱交換管 (裝置內(nèi)的蛇形或盤繞管組)

　　冷卻劑 (在冰箱內(nèi)蒸發(fā)以產(chǎn)生低溫的液體)

　　了解制冷

　　要了解冰箱內(nèi)發(fā)生了什么，讓我們更多地了解制冷劑的工作原理。您將需要：

　　一個裝滿烤箱安全的玻璃碗 水

　　一個 溫度計 可以測量至少 450 華氏度(232.2 攝氏度)

　　將溫度計加入裝滿水的碗中，然后將兩者放入烤箱中。將烤箱設(shè)置為 400 華氏度(204.4 攝氏度)。

　　隨著烤箱升溫，水的溫度會升高，直到達到 212 華氏度(100 攝氏度)并開始沸騰。水溫將保持在 212 華氏度(100 攝氏度)，即使它完全被烤箱內(nèi)的 400 華氏環(huán)境包圍。如果你讓所有的水都沸騰，溫度計上的溫度將高達400華氏度(232.2攝氏度)。

　　讓我們從另一個角度來看這個實驗：想象一下，有一種外來生物能夠在400華氏度的烤箱中快樂地生活。讓我們叫他麥克斯。如果馬克斯在400華氏度的烤箱里閑逛，旁邊是一碗212華氏度(100攝氏度)沸騰的水，他對這種水有什么感覺?他會認為開水真的很冷。畢竟，沸水比他認為舒適的400華氏度低188度。這是一個很大的溫差!

　　這正是人類處理液氮時發(fā)生的事情。我們在 70 華氏度(21.1 攝氏度)下感覺舒適，但液氮在 -320 華氏度(-195.5 攝氏度)下沸騰。如果你在廚房的桌子上放了一鍋液氮，它的溫度會沸騰到-320華氏度(-195.5攝氏度)——當(dāng)然，對你來說，它會感到難以置信的冷(太冷了，它會燙傷你!)。

　　現(xiàn)代冰箱使用再生循環(huán)一遍又一遍地重復(fù)使用相同的制冷劑。你可以通過記住馬克斯和他的一碗水來了解這是如何工作的。他可以通過采取以下步驟輕松創(chuàng)建再生循環(huán)：

　　烤箱中的一碗水沸騰了，保持在 212 華氏度(100 攝氏度)，但產(chǎn)生大量 400 華氏度的蒸汽。假設(shè)馬克斯把這些蒸汽收集在一個大袋子里。

　　一旦所有的水都沸騰了，Max將蒸汽加壓到一個鋼制容器中，隨著壓力的增加，溫度上升到800華氏度(426.6攝氏度)?，F(xiàn)在，馬克斯認為鋼制容器感覺真的很“熱”，因為它含有800華氏度(426.6攝氏度)的蒸汽，而不是400華氏度的蒸汽。

　　鋼制容器將其多余的熱量釋放或散發(fā)到烤箱中的空氣中，最終降至烤箱的溫度 400 華氏度。在此過程中，容器中的高壓蒸汽冷凝成加壓水。

　　此時，Max將鋼制加壓容器中的水釋放到鍋中，它立即開始沸騰，其溫度降至212華氏度。

　　通過重復(fù)這四個步驟，Max可以一遍又一遍地重復(fù)使用相同的水來提供制冷。

　　你知道嗎?

　　如果你在海平面上，你會看到水溫在212度開始沸騰。 華氏 (100攝氏度)，但如果你住在山上，那里的氣壓低于海平面，沸點會低一點，比如190到200華氏度(87到93攝氏度)。這就是為什么許多食物在盒子上印有特殊的高海拔烹飪說明的原因。

　　制冷循環(huán)

　　廚房中的冰箱使用的周期類似于上一節(jié)中描述的循環(huán)。但是在你的冰箱里，循環(huán)是連續(xù)的。在下面的示例中，我們將假設(shè)使用的制冷劑是純氨，其沸騰溫度為 -27 華氏度。這就是保持冰箱涼爽的原因：

　　這 壓縮機 壓縮氨氣。壓縮氣體在加壓時會加熱(橙色)。

　　這 線圈 在冰箱的背面，讓熱氨氣散發(fā)熱量。氨氣在高壓下凝結(jié)成氨液(深藍色)。

　　高壓氨液流經(jīng) 膨脹閥. 您可以將膨脹閥視為一個小孔?？椎囊粋?cè)是高壓氨液?？椎牧硪粋?cè)是低壓區(qū)域(因為壓縮機正在從該側(cè)吸入氣體)。

　　液氨立即沸騰并蒸發(fā)(淺藍色)，其溫度降至-27 F。這使得冰箱內(nèi)部變冷。

　　冷氨氣被 壓縮機，然后循環(huán)往復(fù)。

　　順便說一句，如果你曾經(jīng)把你的 汽車 在炎熱的夏日，當(dāng)你有 空調(diào) 跑步時，您可能聽到了引擎蓋下的嘶嘶聲。該噪音是高壓液體制冷劑流過膨脹閥的聲音。

　　純氨氣含量高 有毒 對人，如果冰箱泄漏，將構(gòu)成威脅，因此所有家用冰箱都不使用純氨。您可能聽說過被稱為 氟氯化碳 (氯氟烴)，最初由杜邦公司在 1930 年代開發(fā)，作為氨的無毒替代品。CFC-12(二氯二氟甲烷)的沸點與氨大致相同。然而，CFC-12對人類沒有毒性，因此在廚房使用是安全的。許多大型工業(yè)冰箱仍然使用氨。

　　在1970年代，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)時使用的氟氯化碳對臭氧層有害，因此從1990年代開始，所有新的冰箱和空調(diào)都使用對臭氧層危害較小的制冷劑。

　　燃氣和丙烷冰箱

　　如果您擁有 房車，您可能擁有燃氣或丙烷動力的冰箱。這些冰箱很有趣，因為它們沒有活動部件，使用天然氣或丙烷作為主要能源。此外，它們使用熱量在冰箱內(nèi)產(chǎn)生冷。

　　燃氣冰箱用途 氨 作為冷卻劑，與水、氨和氫氣一起為氨創(chuàng)造一個連續(xù)的循環(huán)。冰箱有五個主要部分：

　　發(fā)電機 - 產(chǎn)生氨氣

　　分隔符 - 將氨氣與水分離

　　冷凝器 - 熱氨氣被冷卻和冷凝以產(chǎn)生液氨的地方

　　蒸發(fā)器 - 液氨轉(zhuǎn)化為氣體以在冰箱內(nèi)產(chǎn)生低溫的地方

　　吸收 - 吸收水中的氨氣

　　它的工作原理是這樣的：

　　對發(fā)電機中的氨和水溶液施加熱量。(熱量來自燃燒氣體，丙烷或煤油。

　　當(dāng)混合物達到氨的沸點時，它流入分離器。

　　氨氣向上流入冷凝器，散熱并轉(zhuǎn)化為液體。

　　液氨進入蒸發(fā)器，在那里它與氫氣混合并蒸發(fā)，在冰箱的冷藏箱內(nèi)產(chǎn)生低溫。

　　氨和氫氣流向吸收器，在步驟2中收集的分離器中的水與氨和氫氣混合。

　　氨與水形成溶液并釋放氫氣，氫氣流回蒸發(fā)器。

　　電動和太陽能冷卻器

　　你不需要一袋冰來保持土豆沙拉冷，如果你有一個方便的冷卻器插入你的 香煙 打火機。它使用一種稱為珀爾帖效應(yīng)的獨特過程，即熱電效應(yīng)，以產(chǎn)生低溫。它非常整潔，我們還沒有討論過。

　　以發(fā)現(xiàn)它的法國 19 世紀(jì)物理學(xué)家的名字命名，您可以使用電池、兩根銅線和一塊 鉍 或鐵絲。將銅線連接到電池的兩極，然后將鉍或鐵線連接在兩根銅線之間。(鉍/鐵和銅必須接觸 - 正是這種連接導(dǎo)致了珀爾帖效應(yīng)。

　　電流從銅流向鉍的結(jié)將開始變熱，電流從鉍流向銅結(jié)的結(jié)將變冷。最大溫度下降約為熱端環(huán)境溫度的40華氏度(22.2攝氏度)。

　　如您所料，在電冷卻器中，熱端放置在設(shè)備外部，冷端放置在設(shè)備內(nèi)部。為了放大效果，冷卻器包含大量連接。

　　電冷卻器并不是唯一旨在冷卻午餐的獨特發(fā)明。太陽能冰箱是另一種選擇。如果您打算花時間露營(或想開設(shè)自己的熱狗攤)，您可能需要冷藏飲料，但沒有電力為標(biāo)準(zhǔn)冰箱供電。到目前為止，您不會對許多能源解決方案可以為制冷系統(tǒng)提供電力感到驚訝。在太陽能冰箱中，一個簡單的太陽能電池板就可以獲得榮譽。利用太陽光線制造冷的東西?這很巧妙。

　　氨和水溶液流向發(fā)生器以重復(fù)循環(huán)。

　　加熱冰箱?

　　您可能沒有意識到，但現(xiàn)代冰箱不僅可以冷卻東西，還可以防止東西變得太冷。是的，你猜對了：冰箱有板載加熱器。它們是低瓦數(shù)的，但冰箱加熱器非常方便和有效，可以做任何事情，從加熱蒸發(fā)器盤管以融化任何積聚的霜，到保持黃油冷卻但又不會太冷以至于你需要鏈鋸來切割它。

　　冷敷

　　說到冷藏和寒冷，你有沒有用過那些看起來像裝滿液體的塑料袋的“即時冷藏袋”。你打它，搖晃它，它會變得非常冷。這是怎么回事?

　　冷袋內(nèi)的液體是 水.水中是另一個塑料袋或管子，其中含有 硝酸銨肥料.當(dāng)你碰到冷袋時，它會破壞管子，使水與肥料混合。這種混合物產(chǎn)生 吸熱 反應(yīng) -- 它吸收熱量。溶液的溫度降至約35華氏度10至15分鐘。