ตู้เย็น ครั้งต่อไปที่คุณดื่มด่ำกับเครื่องดื่มเย็นๆในวันที่อากาศร้อน คุณมี ตู้เย็น และช่องแช่แข็ง เมื่อนานมานี้ที่คุณจะต้องร่ำรวยมากเพื่อให้ได้ดื่มเครื่องดื่มเย็นๆ ที่มีก้อนน้ำแข็ง 2 ถึง 3 ก้อน ทุกวันนี้เราถือว่าการทำความเย็นเป็นเรื่องไร้สาระ แต่เมื่อนานมาแล้วได้มีการส่งก้อนน้ำแข็งก้อนใหญ่ไปทั่วโลกในที่เก็บฉนวนเพื่อขายให้กับคนร่ำรวย ก่อนการแช่เย็นการถนอมอาหารถือเป็นงานใหญ่ คุณสามารถใส่เกลือลงในอาหารได้ และในฤดูหนาวคุณสามารถฝังอาหารไว้ในกองหิมะ
ซึ่งหวังว่าสัตว์ร้ายจะไม่พบมันเพื่อรักษาสิ่งจำเป็นไว้ เครื่องทำความเย็นเป็นสิ่งประดิษฐ์หนึ่ง ที่เปลี่ยนวิถีชีวิตประจำวันของเรา ปัจจุบันเราถนอมอาหารได้ง่ายขึ้น ไม่ต้องกังวลเรื่องความเจ็บป่วยที่เกิดจากอาหารอีกต่อไป นมแกลลอนนั้นสามารถอยู่ในตู้เย็นได้ 2 ถึง 3 สัปดาห์แทนที่จะอยู่ได้ 2 ถึง 3 ชั่วโมงบนเคาน์เตอร์ หมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องเลี้ยงวัวไว้ที่สวนหลังบ้าน หากต้องการนมปริมาณสม่ำเสมอ
พื้นฐานของการทำความเย็นยังทำงานอยู่ ในเครื่องใช้ในครัวเรือนที่สำคัญอีกชนิดหนึ่ง นั่นก็คือเครื่องปรับอากาศประมาณว่าประมาณร้อยละ 5 ของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมด ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาถูกใช้ไป เพื่อให้บ้านของเราเย็นเป็นเรื่องที่น่าอัศจรรย์มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า หลักการเบื้องหลังการทำความเย็นส่วนใหญ่นั้นเรียบง่าย เมื่อของเหลวระเหยมันจะดูดซับความร้อนในกระบวนการ
หากคุณต้องการกำจัดความร้อน คุณต้องทำของเหลวให้เปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ วัตถุประสงค์ของการทำความเย็น เหตุผลพื้นฐานของการมีตู้เย็นคือการรักษาความเย็นของอาหาร อุณหภูมิที่เย็นช่วยให้อาหารคงความสดได้นานขึ้น แนวคิดพื้นฐานเบื้องหลังการทำความเย็นคือ การชะลอการทำงานของแบคทีเรีย ซึ่งมีอยู่ในอาหารทั้งหมดเพื่อให้แบคทีเรียใช้เวลานานขึ้นในการทำให้อาหารเน่าเสีย
ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียจะทำให้นมเสียภายใน 2 หรือ 3 ชั่วโมงหากนมถูกทิ้งไว้บนเคาน์เตอร์ครัวอุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตาม การลดอุณหภูมิของนมจะทำให้นมคงความสดได้นาน 1 หรือ 2 สัปดาห์ อุณหภูมิที่เย็นภายในตู้เย็นจะลดกิจกรรมของแบคทีเรียลงได้มาก การแช่แข็งนมสามารถหยุดแบคทีเรียได้ทั้งหมด และนมจะอยู่ได้นานหลายเดือน จนกว่าผลกระทบ เช่น การไหม้ของช่องแช่แข็งจะเริ่มทำให้นมเน่าเสียด้วยวิธีที่ไม่ใช่แบคทีเรีย
การแช่เย็นและการแช่แข็งเป็น 2 รูปแบบในการถนอมอาหารที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน ส่วนประกอบของตู้เย็น ถ้าคุณราดแอลกอฮอล์ลงบนผิวคุณจะรู้สึกเย็นแต่จริงๆแล้วมันไม่เย็น แล้วมันเกิดขึ้นได้อย่างไร แอลกอฮอล์จะระเหยที่อุณหภูมิห้องเหมือนกับที่น้ำระเหยที่อุณหภูมิต่ำในเตาอบ เมื่อมันระเหยมันจะดูดซับความร้อนบนผิวของคุณ ทำให้ผิวของคุณเย็นลง สารหล่อเย็นชนิดพิเศษที่เรียกว่าสารทำความเย็น ทำหน้าที่ในตู้เย็นในลักษณะเดียวกับที่แอลกอฮอล์ทำงานบนผิวหนัง
ยกเว้นในตู้เย็นสารหล่อเย็นจะถูกขังอยู่ภายในชุดคอยล์ เมื่อมันสร้างวงจรผ่านพวกมัน มันเปลี่ยนกลับไปกลับมาจากของเหลวเป็นก๊าซ ตู้เย็นใช้องค์ประกอบหลัก 5 ส่วนเพื่อดึงเอาความหนาวจัดนี้ออกมา คอมเพรสเซอร์ ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ชุดท่อคดเคี้ยวหรือขดอยู่นอกตัวเครื่อง เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ชุดท่อคดเคี้ยวหรือขดภายในตัวเครื่อง สารทำความเย็น ของเหลวที่ระเหยภายในตู้เย็นเพื่อสร้างอุณหภูมิเย็น
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำความเย็น เพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นภายในตู้เย็น มาเรียนรู้เพิ่มเติมเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีการทำงานของสารทำความเย็น ชามแก้วใส่น้ำในเตาอบ เครื่องวัดอุณหภูมิที่วัดได้อย่างน้อย 450 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 232.2 องศาเซลเซียส ใส่เทอร์โมมิเตอร์ลงในชามที่เติมน้ำแล้ววางทั้ง 2 อย่างในเตาอบตั้งเตาอบที่ 400 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 204.4 องศาเซลเซียส
เมื่อเตาอบร้อนขึ้นอุณหภูมิของน้ำจะเพิ่มขึ้นจนถึง 212 ฟาเรนไฮต์ประมาณ 100 องศาเซลเซียสและเริ่มเดือด อุณหภูมิของน้ำจะอยู่ที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 100 องศาเซลเซียส แม้ว่าจะล้อมรอบด้วยสภาพแวดล้อม 400 องศาฟาเรนไฮต์ภายในเตาอบก็ตาม หากคุณปล่อยให้น้ำเดือดจนหมด อุณหภูมิบนเทอร์โมมิเตอร์จะพุ่งสูงถึง 400 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 232.2 องศาเซลเซียส
ลองดูการทดลองนี้ด้วยวิธีอื่น ลองนึกภาพการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่แปลกใหม่ ที่สามารถใช้ชีวิตในเตาอบที่อุณหภูมิ 400 องศาฟาเรนไฮต์เรียกว่า Max ถ้า Max แขวนอยู่ในเตาอบ 400 องศาฟาเรนไฮต์ ข้างๆชามน้ำเดือดที่อุณหภูมิ 212 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 100 องศาเซลเซียส เขาจะรู้สึกอย่างไรกับน้ำนั้น เขาจะคิดว่าน้ำเดือดนั้นเย็นจริงๆ ท้ายที่สุดแล้วน้ำเดือด 188 องศาเย็นกว่า 400 องศาฟาเรนไฮต์ที่เขาคิดว่าสบาย นั่นเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมาก
นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อมนุษย์จัดการกับไนโตรเจนเหลว เรารู้สึกสบายที่อุณหภูมิ 70 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 21.1 องศาเซลเซียส แต่ไนโตรเจนเหลวเดือดที่อุณหภูมิ -320 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ -195.5 องศาเซลเซียส หากคุณมีหม้อไนโตรเจนเหลววางอยู่บนโต๊ะในครัว อุณหภูมิของมันจะเดือดอยู่ที่ -320 องศาฟาเรนไฮต์ แน่นอนว่าสำหรับคุณแล้วมันจะรู้สึกเย็นอย่างไม่น่าเชื่อ ตู้เย็นสมัยใหม่ใช้วงจรการสร้างใหม่ เพื่อนำสารทำความเย็นเดิมกลับมาใช้ใหม่ซ้ำแล้วซ้ำอีก
คุณสามารถทราบวิธีการทำงานโดยจดจำ Max และชามน้ำของเขา เขาสามารถสร้างวงจรการสร้างใหม่ได้ง่ายๆ โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้ ตัวอย่างชามน้ำในเตาอบเดือด โดยเหลืออุณหภูมิ 212 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 100 องศาเซลเซียส แต่ผลิตไอน้ำ 400 องศาฟาเรนไฮต์จำนวนมากสมมติว่า Max เก็บไอน้ำนี้ไว้ในถุงใบใหญ่ เมื่อน้ำเดือด Max จะอัดไอน้ำเข้าไปในภาชนะเหล็ก ซึ่งอุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 800 องศาฟาเรนไฮต์
เมื่อความดันเพิ่มขึ้นตอนนี้ Max คิดว่าภาชนะเหล็กให้ความรู้สึกร้อน เพราะมันมีไอน้ำ 800 องศาฟาเรนไฮต์ แทนที่จะเป็นไอน้ำ 400 องศาฟาเรนไฮต์ ภาชนะเหล็กปล่อยหรือกระจายความร้อนส่วนเกินไปยังอากาศในเตาอบ และในที่สุดอุณหภูมิของเตาอบจะลดลงเหลือ 400 องศาฟาเรนไฮต์ ในกระบวนการนี้ไอน้ำแรงดันสูงในภาชนะจะควบแน่นเป็นน้ำที่มีแรงดัน ณ จุดนี้ Max ปล่อยน้ำจากภาชนะเหล็กอัดแรงดันลงในหม้อ และน้ำก็เริ่มเดือดทันที อุณหภูมิลดลงเหลือ 212 องศาฟาเรนไฮต์ เมื่อทำสี่ขั้นตอนนี้ซ้ำ Max จะสามารถนำน้ำเดิมกลับมาใช้ใหม่ซ้ำแล้วซ้ำอีก เพื่อให้เครื่องทำความเย็น
อ่านต่อได้ที่ : การตกแต่ง การทำความเข้าใจเกี่ยวกับแนวคิดการตกแต่งที่ทันสมัย
