Как работает холодильник?
Холодильники — настоящая загадка. Стоит только вставить в розетку вилку, включить холодильник — и тепло внутри него загадочным образом начинает исчезать. Большинство вещей, которые мы включаем в электрическую сеть от тостера до телевизора, вскоре нагреваются, а холодильники охлаждаются.
Для своей замораживающей магии холодильники используют жидкости, которые обычно превращаются в газ при очень низких температурах (вспомните, что вода превращается в газ (пар), когда ее температура поднимается до 100 °С). Эти жидкости называют фреонами. В большинстве домашних холодильников используется одна из таких жидкостей — хлорофторокарбонат (ХФК).
Также в холодильник встроен лабиринт герметичных, соединенных между собой трубочек, по которым и циркулирует фреон. При нагревании он превращается из жидкости в газ, а при охлаждении — из газа в жидкость. Так как система трубок герметична, то фреон не улетучивается.
Тепло от продуктов в холодильнике нагревает воздух внутри него, а затем это тепло через внутренние стенки холодильника согревает фреон в трубках большого диаметра.
Когда жидкий ХФК поглощает тепло от продуктов, его температура повышается и он превращается в газ (а температура продуктов падает).
Внизу холодильника газ всасывается электрическим мотором в устройство, которое сжимает фреон. Это устройство называется компрессором. Здесь газ сжимается, в результате чего он нагревается еще сильнее. Затем нагретый газ прогоняется через тонкие трубки на задней стенке холодильника, которые называются конденсатором. Посмотрите на холодильник сзади, и вы их обязательно увидите. Но не трогайте их — газ горячий и трубки тоже. Если в следующий раз воздух за холодильником покажется вам необычно теплым, вы будете знать, что это тепло от продуктов, которые находятся внутри него.
Проходя по тоненьким трубочкам конденсатора, сжатый газ теряет тепло (охлаждается) и превращается в жидкость. Жидкий ХФК снова подается в более широкие трубки в стенках холодильника, где тепло от продуктов опять превращает жидкий фреон в газообразный. Затем он снова возвращается в компрессор для дальнейшего сжатия. И так час за часом, день за днем.
Поскольку ХФК, попадая в атмосферу, разрушает озоновый слой Земли, ученые ищут новое, более безопасное вещество для использования в качестве хладагента.
Множество талантливых людей внесли свой вклад в создание современных холодильников. В 1834 году Джейкоб Перкинс получил в Великобритании патент на охлаждение различных вещей с помощью жидкости в замкнутом цикле. Другой ученый, Л. В. Райт, получил похожий патент на устройство, использующее сжатый воздух. В 1844 году американский доктор Джон Гори придумал холодильник на сжатом воздухе, который вскоре начали использовать в больнице Флориды. В 1855 году Джеймс Харрисон из Австралии разработал холодильник с эфирным охладителем и установил его на пивоваренном заводе. Первый домашний холодильник придумал немецкий инженер Карл фон Линде в 1873 году, в качестве охладителя в нем был использован огнеопасный метиловый эфир. Позже эфир заменили аммиаком, и уже эта модель с успехом применялась в промышленности и быту.
Более 100 лет спустя холодильники выпускаются всех форм и размеров — от крошечных домашних до больших сложных холодильников с автоматическими льдогенераторами и промышленных холодильников размером с дом.