你能想象冰箱出现之前的生活是什么样的吗?

　　下次您在炎热的天气沉迷于冰镇饮料时，您将拥有冰箱(和船上 冰箱)感谢清爽的冰镇饮料。就在不久前，你必须非常富有或人脉广，才能和几个人一起喝一杯冰镇饮料。 冰块 漂浮在里面。今天，我们认为制冷是理所当然的，但曾几何时，人们用绝缘货舱将大块冰块运往世界各地卖给富人。

　　在冷藏之前，保存食物是一项艰巨的工作。你可以给食物加盐，在冬天，你可以把食物埋在雪堆里，希望小动物没有找到它。但是，为了保持必需品的储备，您必须努力工作 - 或者滚动资金。制冷是一项改变我们日常生活方式的发明。如今，我们可以更轻松地保存食物，因此在涉及食源性疾病时，我们不必担心的事情要少得多。食物供应也更加稳定。那加仑牛奶可以在冰箱里保存几周，而不是在台面上保存几个小时。这是巨大的。这意味着如果你想定期供应牛奶，你就不需要在后院养一头奶牛。

　　制冷的基本原理也在另一个重要的家用电器中发挥作用：空调。据估计，美国使用的所有电能中约有5%用于保持家庭凉爽。这是非常惊人的，特别是当你考虑到大多数制冷背后的原理很简单时。这是一句话：当液体蒸发时，它会在此过程中吸收热量。如果你想摆脱热量，你需要哄骗液体转化为气态[来源： 王牌].

　　制冷的目的

　　拥有冰箱的根本原因是保持食物冷藏。低温有助于食物保持更长时间的新鲜。冷藏背后的基本思想是减缓细菌(所有食物都含有)的活性，以便细菌需要更长的时间才能破坏食物。

　　例如，如果牛奶在室温下放在厨房柜台上，细菌会在两三个小时内变质牛奶。然而，通过降低牛奶的温度，它会保持新鲜一两个星期 - 冰箱内的低温大大降低了细菌的活性。通过冷冻牛奶，您可以完全阻止细菌，牛奶可以持续数月(直到冷冻灼伤等效果开始以非细菌方式破坏牛奶)。

　　冷藏和冷冻是当今最常用的两种食品保鲜形式。

　　冰箱的部件

　　如果你倒一点摩擦 酒精 在你的皮肤上，它会感觉很冷——真的很冷。它没有冷藏，那么这是怎么发生的呢?好吧，酒精在室温下蒸发就像水在烤箱中低温蒸发一样。当它蒸发时，它会吸收皮肤表面的热量，使您的皮肤更凉爽。一种称为制冷剂的特殊冷却剂在冰箱中的作用与酒精在皮肤上的作用方式相同，除了在冰箱中，冷却剂被困在一系列线圈中。当它通过它们形成电路时，它会从液体到气体来回变化。

　　为了实现这一冰冷的壮举，冰箱使用了五个主要组件：

　　压缩机

　　热交换管 (单元外的蛇形或盘绕管组)

　　膨胀阀

　　热交换管 (装置内的蛇形或盘绕管组)

　　冷却剂 (在冰箱内蒸发以产生低温的液体)

　　了解制冷

　　要了解冰箱内发生了什么，让我们更多地了解制冷剂的工作原理。您将需要：

　　一个装满烤箱安全的玻璃碗 水

　　一个 温度计 可以测量至少 450 华氏度(232.2 摄氏度)

　　将温度计加入装满水的碗中，然后将两者放入烤箱中。将烤箱设置为 400 华氏度(204.4 摄氏度)。

　　随着烤箱升温，水的温度会升高，直到达到 212 华氏度(100 摄氏度)并开始沸腾。水温将保持在 212 华氏度(100 摄氏度)，即使它完全被烤箱内的 400 华氏环境包围。如果你让所有的水都沸腾，温度计上的温度将高达400华氏度(232.2摄氏度)。

　　让我们从另一个角度来看这个实验：想象一下，有一种外来生物能够在400华氏度的烤箱中快乐地生活。让我们叫他麦克斯。如果马克斯在400华氏度的烤箱里闲逛，旁边是一碗212华氏度(100摄氏度)沸腾的水，他对这种水有什么感觉?他会认为开水真的很冷。毕竟，沸水比他认为舒适的400华氏度低188度。这是一个很大的温差!

　　这正是人类处理液氮时发生的事情。我们在 70 华氏度(21.1 摄氏度)下感觉舒适，但液氮在 -320 华氏度(-195.5 摄氏度)下沸腾。如果你在厨房的桌子上放了一锅液氮，它的温度会沸腾到-320华氏度(-195.5摄氏度)——当然，对你来说，它会感到难以置信的冷(太冷了，它会烫伤你!)。

　　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。你可以通过记住马克斯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再生循环：

　　烤箱中的一碗水沸腾了，保持在 212 华氏度(100 摄氏度)，但产生大量 400 华氏度的蒸汽。假设马克斯把这些蒸汽收集在一个大袋子里。

　　一旦所有的水都沸腾了，Max将蒸汽加压到一个钢制容器中，随着压力的增加，温度上升到800华氏度(426.6摄氏度)。现在，马克斯认为钢制容器感觉真的很“热”，因为它含有800华氏度(426.6摄氏度)的蒸汽，而不是400华氏度的蒸汽。

　　钢制容器将其多余的热量释放或散发到烤箱中的空气中，最终降至烤箱的温度 400 华氏度。在此过程中，容器中的高压蒸汽冷凝成加压水。

　　此时，Max将钢制加压容器中的水释放到锅中，它立即开始沸腾，其温度降至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来提供制冷。

　　你知道吗?

　　如果你在海平面上，你会看到水温在212度开始沸腾。 华氏 (100摄氏度)，但如果你住在山上，那里的气压低于海平面，沸点会低一点，比如190到200华氏度(87到93摄氏度)。这就是为什么许多食物在盒子上印有特殊的高海拔烹饪说明的原因。

　　制冷循环

　　厨房中的冰箱使用的周期类似于上一节中描述的循环。但是在你的冰箱里，循环是连续的。在下面的示例中，我们将假设使用的制冷剂是纯氨，其沸腾温度为 -27 华氏度。这就是保持冰箱凉爽的原因：

　　这 压缩机 压缩氨气。压缩气体在加压时会加热(橙色)。

　　这 线圈 在冰箱的背面，让热氨气散发热量。氨气在高压下凝结成氨液(深蓝色)。

　　高压氨液流经 膨胀阀. 您可以将膨胀阀视为一个小孔。孔的一侧是高压氨液。孔的另一侧是低压区域(因为压缩机正在从该侧吸入气体)。

　　液氨立即沸腾并蒸发(浅蓝色)，其温度降至-27 F。这使得冰箱内部变冷。

　　冷氨气被 压缩机，然后循环往复。

　　顺便说一句，如果你曾经把你的 汽车 在炎热的夏日，当你有 空调 跑步时，您可能听到了引擎盖下的嘶嘶声。该噪音是高压液体制冷剂流过膨胀阀的声音。

　　纯氨气含量高 有毒 对人，如果冰箱泄漏，将构成威胁，因此所有家用冰箱都不使用纯氨。您可能听说过被称为 氟氯化碳 (氯氟烃)，最初由杜邦公司在 1930 年代开发，作为氨的无毒替代品。CFC-12(二氯二氟甲烷)的沸点与氨大致相同。然而，CFC-12对人类没有毒性，因此在厨房使用是安全的。许多大型工业冰箱仍然使用氨。

　　在1970年代，人们发现当时使用的氟氯化碳对臭氧层有害，因此从1990年代开始，所有新的冰箱和空调都使用对臭氧层危害较小的制冷剂。

　　燃气和丙烷冰箱

　　如果您拥有 房车，您可能拥有燃气或丙烷动力的冰箱。这些冰箱很有趣，因为它们没有活动部件，使用天然气或丙烷作为主要能源。此外，它们使用热量在冰箱内产生冷。

　　燃气冰箱用途 氨 作为冷却剂，与水、氨和氢气一起为氨创造一个连续的循环。冰箱有五个主要部分：

　　发电机 - 产生氨气

　　分隔符 - 将氨气与水分离

　　冷凝器 - 热氨气被冷却和冷凝以产生液氨的地方

　　蒸发器 - 液氨转化为气体以在冰箱内产生低温的地方

　　吸收 - 吸收水中的氨气

　　它的工作原理是这样的：

　　对发电机中的氨和水溶液施加热量。(热量来自燃烧气体，丙烷或煤油。

　　当混合物达到氨的沸点时，它流入分离器。

　　氨气向上流入冷凝器，散热并转化为液体。

　　液氨进入蒸发器，在那里它与氢气混合并蒸发，在冰箱的冷藏箱内产生低温。

　　氨和氢气流向吸收器，在步骤2中收集的分离器中的水与氨和氢气混合。

　　氨与水形成溶液并释放氢气，氢气流回蒸发器。

　　电动和太阳能冷却器

　　你不需要一袋冰来保持土豆沙拉冷，如果你有一个方便的冷却器插入你的 香烟 打火机。它使用一种称为珀尔帖效应的独特过程，即热电效应，以产生低温。它非常整洁，我们还没有讨论过。

　　以发现它的法国 19 世纪物理学家的名字命名，您可以使用电池、两根铜线和一块 铋 或铁丝。将铜线连接到电池的两极，然后将铋或铁线连接在两根铜线之间。(铋/铁和铜必须接触 - 正是这种连接导致了珀尔帖效应。

　　电流从铜流向铋的结将开始变热，电流从铋流向铜结的结将变冷。最大温度下降约为热端环境温度的40华氏度(22.2摄氏度)。

　　如您所料，在电冷却器中，热端放置在设备外部，冷端放置在设备内部。为了放大效果，冷却器包含大量连接。

　　电冷却器并不是唯一旨在冷却午餐的独特发明。太阳能冰箱是另一种选择。如果您打算花时间露营(或想开设自己的热狗摊)，您可能需要冷藏饮料，但没有电力为标准冰箱供电。到目前为止，您不会对许多能源解决方案可以为制冷系统提供电力感到惊讶。在太阳能冰箱中，一个简单的太阳能电池板就可以获得荣誉。利用太阳光线制造冷的东西?这很巧妙。

　　氨和水溶液流向发生器以重复循环。

　　加热冰箱?

　　您可能没有意识到，但现代冰箱不仅可以冷却东西，还可以防止东西变得太冷。是的，你猜对了：冰箱有板载加热器。它们是低瓦数的，但冰箱加热器非常方便和有效，可以做任何事情，从加热蒸发器盘管以融化任何积聚的霜，到保持黄油冷却但又不会太冷以至于你需要链锯来切割它。

　　冷敷

　　说到冷藏和寒冷，你有没有用过那些看起来像装满液体的塑料袋的“即时冷藏袋”。你打它，摇晃它，它会变得非常冷。这是怎么回事?

　　冷袋内的液体是 水.水中是另一个塑料袋或管子，其中含有 硝酸铵肥料.当你碰到冷袋时，它会破坏管子，使水与肥料混合。这种混合物产生 吸热 反应 -- 它吸收热量。溶液的温度降至约35华氏度10至15分钟。