空調(diào):"生產(chǎn)冷"不是我干的
炎熱的夏季,是空調(diào)給了我們第二條命,它將室溫控制在適當(dāng)?shù)臏囟认?,清除室中的顆粒物和濕氣,讓我們感到舒適,那么空調(diào)的工作原理是什么呢?
現(xiàn)在空調(diào)已經(jīng)是再常見(jiàn)不過(guò)的電器了,那么它的工作原理又是什么呢?
首先你要知道的是,事實(shí)上空調(diào)并不是在室內(nèi)生產(chǎn)的,冷開(kāi)空調(diào)讓你覺(jué)得涼爽,是因?yàn)榭照{(diào)吸收了室內(nèi)的熱。這樣室內(nèi)熱量少了,溫度自然也就降低了。而空調(diào)制冷的這個(gè)過(guò)程,其實(shí)就像傳送帶搬運(yùn)貨物一樣,先在室內(nèi)裝貨,也就是吸收熱量,然后再到室外卸貨,也就是把之前吸收的熱量放出來(lái)。
為了實(shí)現(xiàn)這一吸一放的過(guò)程,科學(xué)家經(jīng)過(guò)各種嘗試,最終選擇把物態(tài)變化應(yīng)用到空調(diào)系統(tǒng)中。沒(méi)錯(cuò),就是我們中學(xué)物理書(shū)上講的那個(gè)物態(tài)變化。
舉個(gè)例子,我們知道水沸騰蒸發(fā)時(shí)吸收外界的熱量,由液體轉(zhuǎn)化為水蒸氣,反過(guò)來(lái),水蒸氣冷凝液化成水則。會(huì)向外界放出熱量,但由于水的沸點(diǎn)太高,常溫難以沸騰。在空調(diào)中,我們一般使用一些沸點(diǎn),在常溫附近的物質(zhì)叫制冷劑。
空調(diào)中我們用循環(huán)流動(dòng)著制冷劑的銅管作為搬運(yùn)熱量的傳送帶,并在空調(diào)的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)內(nèi)設(shè)計(jì)出一些彎彎曲曲的結(jié)構(gòu)來(lái)。增大換熱面積,這樣就可以更充分的吸收和放出熱量。在室內(nèi)我們讓銅管內(nèi)的制冷劑沸騰,吸收室內(nèi)的熱量,變成蒸汽,這些蒸汽流到室外再讓它液化。把吸收的熱量放出來(lái),變成液體,再流回室內(nèi)。
等等,照你這么說(shuō),制冷劑不都在銅管里嗎?怎么還一邊沸騰一邊冷凝呢?
其實(shí)無(wú)論是沸騰還是冷凝發(fā)生的先決條件,都是溫度達(dá)到了沸點(diǎn)。而沸點(diǎn)不是一成不變的,當(dāng)氣壓增大時(shí),物質(zhì)的沸點(diǎn)會(huì)隨之升高。反之,當(dāng)氣壓變小時(shí),這點(diǎn)則會(huì)降低。空調(diào)就是利用這一點(diǎn)在管路的這個(gè)位置安裝了一個(gè)可以降低氣壓的特殊裝置,讓制冷劑的沸點(diǎn)降到室內(nèi)溫度以下。這樣制冷劑液體在流入室內(nèi)后,就會(huì)因?yàn)槭覂?nèi)溫度超過(guò)了沸點(diǎn);自動(dòng)沸騰氣化吸收室內(nèi)的熱量。
不僅如此,在這里還有另一個(gè)特殊的裝置,把剛才氣化產(chǎn)生的蒸汽壓縮將其沸點(diǎn)提高到室外溫度以上。此時(shí)的制冷劑蒸汽就會(huì)因?yàn)槭彝鉁囟鹊陀诜悬c(diǎn)。開(kāi)始液化,放出熱量,這樣就形成了一個(gè)穩(wěn)定的循環(huán),不斷將室內(nèi)的熱量搬運(yùn)到室外。一臺(tái)空調(diào)最主要的部分就完成了。
順帶一提,我們的家用冰箱也是相同的原理。不過(guò)冰箱是把冰箱里面的熱搬到了冰箱外面。也就是我們一般放冰箱的廚房里,并沒(méi)有排到室外。
所以夏天把冰箱門(mén)打開(kāi),并不能給家里降溫,反而會(huì)因?yàn)榧又亓吮涞呢?fù)荷,讓家里變得更熱。
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