冰箱在生活中常用于食物保鮮,那你知道冰箱是怎么制冷的嗎?
冰箱是一種用來吸收食品熱量的裝置,其機身內的制冷劑可將食品中的熱量吸收出來。冰箱的制冷劑一般為氟利昂,氟利昂是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的總稱,又稱“氟氯烴”或“氟氯烷”,可用符號“CFC”表示,氟利昂包括20多種化合物,其中最常用的是氟利昂-12(CCl2F2),其次是氟利昂-11(CCl2F)。
氟利昂既容易汽化又容易液化,汽化時吸熱,液化時放熱,冰箱就是利用氟利昂的這種特性來實現制冷的。液態的氟利昂經過很細的毛細管進入冰箱內冷凍室的管子,在這里汽化、吸收熱量,使冰箱內溫度降低。之后,生成的蒸汽又被電動壓縮機壓入冷凝器,在這里液化并把冰箱內帶出的熱量通過冰箱壁上的管子放出。氟利昂這樣循環流動,冰箱冷凍室里就可以保持相對較低的溫度。
除了利用氟利昂的特性來制冷,冰箱的零件也與制冷功能密不可分。比如打開冰箱就能看到的蒸發器是一根彎曲了很多次的管子,稱為“蛇形管”,之所以設計成“蛇形管”是為了讓氟利昂與食物有較多的接觸面積,便于吸收熱量。還有一根直徑約為1-2毫米的管子,是使氟利昂循環流動的毛細管。在氟利昂流經此處時流速很快,到蒸發器時壓力急劇降低,氟利昂便劇烈蒸發,再次汽化,從冰箱中繼續吸收大量的熱,從而使食物保持在相當低的溫度。
雖然冰箱給大眾的生活帶來了方便,但是氟利昂的污染不可否認。氟利昂被排放到大氣以后相當穩定,在對流層中是化學惰性氣體,甚至可以滯留數十年甚至上百年。由于不能在對流層中自然被消除,使它們在對流層大氣中的濃度急劇上升,并且只能緩慢地從對流層流向平流層。氟利昂在平流層中受到波長在175nm至220nm的紫外光照射,光解釋放出氯原子,氯原子和臭氧反應能夠生成ClO·分子,循環催化損耗臭氧。臭氧耗損導致地球表面紫外光的輻射增加,而紫外光輻射對皮膚、眼睛和免疫系統有著十分嚴重的不利影響。除此之外,紫外線輻射對植物也會造成負面影響。
但由于氟利昂會對大氣造成污染,損耗臭氧層,導致地球表面紫外光的輻射增加,影響到人的皮膚、眼睛和免疫系統。現在,人們可以使用R-134a(四氟乙烷)、R-404A制冷劑、R-410A制冷劑代替氟利昂。
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