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冰箱的工作方式

经过:马歇尔大脑萨拉·埃利奥特(Sara Elliott)

了解制冷

要了解冰箱内部发生的事情,让我们进一步了解有关制冷剂的工作方式。你会需要:

  • 一个装满烤箱安全的玻璃碗
  • A温度计可以测量至少450华氏度(232.2摄氏度)

将温度计加入填充水碗中,并将两者都放在烤箱中。将烤箱设置为400华氏度(204.4摄氏度)。

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随着烤箱的加热,水的温度将升高,直到达到212华氏度(100摄氏度),并开始沸腾。即使水温完全被烤箱内400度的华氏度环境包围,水温将保持在212华氏度(100摄氏度)。如果让所有水都沸腾,温度计上的温度将射出至华氏400度(232.2摄氏度)。

让我们看一下这个实验:想象一个外来生物的存在,能够在400华氏度的烤箱中幸福地生活。让我们叫他马克斯。如果马克斯(Max)在400度的华氏烤箱中闲逛,一碗水在212华氏度(100摄氏度)上沸腾的水旁边,他对那种水有什么感觉?他会认为沸水真的很冷。毕竟,沸水比他认为很舒适的华氏400度冷188度。这是一个很大的温度差异!

当人类处理液氮时,这正是发生的。我们在70华氏度(21.1摄氏度)时感到舒适,但液氮在-320摄氏度(-195.5摄氏度)时沸腾。如果您坐在厨房桌子上有一锅液氮,它的温度将在-320华氏度(-195.5摄氏度)时沸腾,对您来说,当然会感到非常寒冷(太冷了,它会燃烧,它会燃烧它你!)。

现代冰箱使用再生循环一遍又一遍地重复使用相同的制冷剂。您可以通过记住Max和他的一碗水来了解这是如何工作的。他可以通过采取以下步骤轻松创建一个再生周期:

  1. 烤箱示例中的水碗沸腾了,保持在212华氏度(100摄氏度),但产生了大量400华氏度的蒸汽。假设Max将这种蒸汽集中在一个大袋中。
  2. 一旦所有的水沸腾,Max就将蒸汽压入钢容器中,随着压力的增加,温度上升至800度华氏度(426.6摄氏度)。现在,麦克斯认为钢容器感觉真的很“热”,因为它含有800度华氏度(426.6摄氏度)蒸汽而不是400度华氏度蒸汽。
  3. 钢容器将其多余的热量释放到烤箱中的空气中,最终降至烤箱的温度400华氏度。在此过程中,容器中的高压蒸汽凝结成加压水。
  4. 此时,Max将水从钢加压容器中释放到锅中,并立即开始沸腾,其温度下降至212华氏度。

通过重复这四个步骤,Max可以一遍又一遍地重复使用相同的水以提供制冷。

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