• 電冰箱

      這是一個很酷的主意:一個可以幫助您延長食物壽命的金屬盒!您是否曾經想過 即使在炎熱的夏季,冰箱也能保持涼爽,沉穩和收集的狀態?食物變質是因為細菌在其中繁殖。但是細菌在較低溫度下生長的速度較慢,因此可以保持食物涼爽的時間越長。冰箱是一臺通過一些非常聰明的科學使食物保持涼爽的機器。冰箱一直在嗡嗡作響,液體變成氣體,水變成冰,食物始終保持新鮮美味。讓我們仔細看看冰箱的工作原理!

      如何移動甚至看不到的東西

      假設您今天要做的事情是清空一個充滿等級氣味的馬糞的馬stable。這不是最出色的工作,因此您將希望盡快完成。您將無法一次全部移動它,因為它太多了。為了快速完成工作,您需要一次性移動盡可能多的肥料。最好的辦法是使用獨輪車。將肥料堆放在手推車中,將手推車推到外面,然后在穩定的院子中將肥料倒成一堆。通過幾次這樣的行程,您可以將肥料從馬the內部轉移到外部。

      移動您可以看到的東西很容易。但是,現在讓我們加倍努力。您的新任務是將熱量從冰箱內部轉移到外部,以保持食物新鮮。如何移動看不見的東西?這次您不能使用獨輪車。不僅如此,而且您無法打開門來獲取內部熱量,否則您將讓熱量再次直接流入。您的任務是連續地消除熱量,甚至不用打開門即可。棘手的問題,是嗎?但這不是不可能的-至少如果您了解液體和氣體的科學,那不是不可能的。

      如何用氣體傳遞熱量

      讓我們側身走一下,看看氣體的行為。如果您曾經騎過自行車上的輪胎,您會知道自行車打氣筒 很快就會變熱。原因是壓縮(擠壓)時氣體會發熱。為了使輪胎支撐自行車和身體的重量,您必須在高壓下將空氣擠入輪胎。抽氣會使空氣(及其通過的泵)變熱。為什么?擠壓空氣時,必須非常努力地使用泵。您在抽氣中使用的 能量會轉換為壓縮氣體中的勢能:輪胎中的氣體比周圍的冷空氣具有更高的壓力和溫度。如果將氣體壓縮到一半的體積,則其分子的熱能 容器僅填充一半的空間,因此氣體的溫度會升高(溫度會升高)。

      通過將氣體轉變為液體并返回來轉移更多的熱量

      如果您具有創新的思維,您可能會想象將某種類似于泵的裝置湊在一起,將一個地方的自行車輪胎充氣,然后再將另一個地方放氣,這將在兩個地方之間傳遞熱量。但是,這是一個笨拙的想法,我們不能真正那樣大量散發熱量:一方面,我們需要大量的氣體。但是,我們可以通過讓氣體更多地膨脹和收縮,從而將其轉變為液體然后再次返回,換句話說,通過將其改變為不同的物質狀態,來移動適量的熱量。

      那將如何工作?看看裝有氣霧罐的氣霧罐會發生什么情況。當您向手上噴灑氣霧劑時,您可能已經注意到它感覺真的很冷。這部分是因為一些液體冷卻和汽化(輪流氣體),因為它離開罐。但這也是因為某些液體撞擊到您的溫暖皮膚并在那時蒸發:通過從體內吸收熱量將其轉變為氣體,這會使您的皮膚變得涼爽。這告訴我們,讓液體膨脹并轉變成氣體是從物體上去除熱量的非常有效的方法。這并不奇怪:這是出汗的方式,以及為什么狗在炎熱的天氣里伸出舌頭以降溫。

      盡管固體和液體占據的空間大致相同,但是氣體占據的空間比任何一種都要大得多。固體或液體中的分子彼此之間非常接近,并以很大的力相互吸引。當液體變成氣體或蒸發時,它的一些高能分子會拉開并破裂。要做到這一點需要大量的能量,這被稱為汽化潛熱,能量必須來自液體本身或附近的東西。換句話說,將液體變為氣體是從某種物質中去除能量的一種方式,而將氣體重新變為液體是一種再次釋放該能量的方法。本質上,這就是冰箱將熱量從其冷卻柜傳遞到室外房間的方式。他們將液體變成冷藏柜內的氣體(從儲存的食物中吸收熱量),將其抽到冷藏柜外,然后再次變回液態(以釋放外部的熱量)。

      加熱和冷卻循環

      通過將氣體壓縮成液體,我們可以釋放熱量。通過讓液體膨脹成氣體,我們可以吸收熱量。我們如何利用這一方便的物理方法將熱量從冰箱內部轉移到外部?假設我們制作的管子部分位于冰箱內,部分位于冰箱外,然后密封,使其成為一個連續的回路。并假設我們在管道中填充了精心選擇的化學物質(一種低沸點物質),該化學物質容易在液體和氣體之間來回轉換,被稱為冷卻劑或制冷劑。在冰箱內部,我們可以使管子突然變寬,這樣液態冷卻劑會膨脹成氣體,并在冷卻器柜流過時冷卻。在冰箱外面,我們可以使用諸如自行車打氣筒之類的工具來壓縮氣體,釋放熱量并將其變回液態。如果化學物質繞著回路流動,在冰箱內部膨脹時在外面膨脹,則在不斷壓縮時,它將不斷地從內部吸收熱量并將其像傳熱帶一樣帶到外部。這樣,我們就可以不斷地將熱量從寒冷的地方(冰箱內部)轉移到更熱的地方(冰箱外部),這不是物理定律自動發生的(留給自己的設備,熱量從較冷的東西)。

      而且,令人驚訝的是,這幾乎就是冰箱的工作方式。有一些額外的細節值得注意。在冰箱內部,管道通過稱為膨脹閥的噴嘴 膨脹(更確切地說,這是所謂的固定孔)。當液體冷卻劑通過時,它會急劇冷卻并部分變成氣體。對于發現這一點的物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule,1818–1889年)和威廉·湯姆森(William Thomson,Lord Kelvin,1824-1907年)來說,這種科學有時被稱為 焦耳-湯姆森(Joule-Thomson)效應。您會驚訝地發現 壓縮機冰箱外面真的不是自行車打氣筒!它實際上是一臺電動泵。冰箱經常發出嗡嗡聲的東西。壓縮機連接到稱為冷凝器 (冰箱后面的薄散熱器)的類似格柵的設備,該設備排出多余的熱量。

      冰箱的工作原理

      正如我們所說的,這就是冰箱內部發生的事情!圖片的左側顯示了冷藏柜(您存放食物的地方)內部發生的情況。虛線和粉紅色區域表示后墻和絕緣層,將內部與外部隔開。圖片的右側顯示了冰箱后部看不見的東西。

      冷卻劑進入膨脹閥(黃色)時是一種加壓液體。通過時,突然的壓力下降使其膨脹,冷卻并部分轉變為氣體(就像將液體從罐中噴出到手上時,液體氣霧劑轉變為冷氣體一樣)。

      當冷卻劑在冷柜周圍(通常是圍繞埋在后壁中的管道周圍)流動時,它會沸騰并完全變成氣體,從而吸收并除去內部食物的熱量。

      所述壓縮機擠壓冷卻劑,提高其溫度和壓力。現在是高溫高壓氣體。

      冷卻劑流過冰箱背面的細散熱器管道,將熱量散發并冷卻回液體。

      冷卻液通過隔熱柜流回膨脹閥,循環重復進行。因此,熱量不斷從冰箱內部吸收,然后再次放到冰箱外部。

      為什么冷卻需要時間?

      像我們宇宙中的所有其他事物一樣,冰箱也必須遵守物理學的基本定律,即 能量守恒。要點是,您不能一無所有地產生能量,也不能使能量消失在稀薄的空氣中:您只能將能量轉換成其他形式。這對冰箱使用者具有非常重要的意義。

      首先,它打破了這樣的神話:您可以通過打開冰箱門來為廚房降溫。不對!正如我們已經看到的,冰箱的工作原理是用冷卻液“吸收”來自冷卻柜的熱量,然后將其抽到柜外,從而釋放熱量。因此,理論上,如果您從冰箱內部移除一定量的熱量,則重新出現的熱量與背面周圍的熱量完全相同(實際上,由于電動機效率不高,并且放出的熱量也散發出來的熱量要多一些)熱)。打開門,您只是將熱能從廚房的一部分轉移到另一部分。

      能量守恒定律還解釋了為什么要花這么長時間在冰箱或冰柜中冷卻或冷凍食物。食物中含有大量的水,這些水是由非常輕的分子制成的(氫和氧是最輕的兩個原子)。即使是少量的水性液體(或食物)也含有大量分子的數量,每個分子都需要能量來加熱或冷卻。這就是為什么要花幾分鐘才能煮出一兩杯水的原因:要加熱的分子比要嘗試煮一杯鐵水或鉛金屬之類的東西要多得多。冷卻也是如此:從果汁或食物等含水液體中去除熱量需要花費能量和時間。這就是為什么冷凍或冷卻食物需要這么長時間的原因。這并不是說您的冰箱或冷凍機效率低下,而是您需要添加或移除大量能量,以使含水物將其溫度改變幾度以上。

    超級維修吧-新時代家電維修門戶站,原創地址 http://www.emocdc.org/bingxiang/21456/

    您可能還會對下面的文章感興趣:

    報修電話 400-9902-966
    博雅棋牌