常常聽人問(wèn)到，冰箱的制冷原理到底是怎樣的？冰箱內(nèi)的溫度降低了，那冰箱里的熱量去哪了？這不是違反能量守恒定律了嗎？冰箱消耗的電量去哪了？它會(huì)像熱得快一樣，直接進(jìn)行制冷嗎？面對(duì)如此眾多的問(wèn)題，我經(jīng)過(guò)總結(jié)歸納，得到答案如下。

冰箱吸收的熱量去哪了

冰箱冷藏室、冷凍室內(nèi)的熱量，通過(guò)冰箱外壁，散發(fā)到室內(nèi)了。這是個(gè)能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程，并不違反能量守恒。同時(shí)，散到室內(nèi)的熱量中，還包含了冰箱內(nèi)部設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。

所以有些人把冰箱門打開，想通過(guò)這種方式給室內(nèi)降溫，是不可行的：冰箱的散熱量=冰箱制冷量+冰箱發(fā)熱量。所以越開冰箱門，室內(nèi)溫度越高。

冰箱消耗的電量去哪了

在冰箱系統(tǒng)中，電能不參與制冷，它只為制冷劑提供動(dòng)力——冰箱想要制冷，制冷劑必須不停的在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這一點(diǎn)我們稍后說(shuō)。

打個(gè)比方說(shuō)，這里的電能就好像汽車?yán)锏钠停瑢?shí)際讓汽車前進(jìn)的是發(fā)動(dòng)機(jī)，但是汽油為發(fā)動(dòng)機(jī)提供能量。

冰箱制冷原理

我們把冰箱看做兩部分：冰箱內(nèi)和冰箱外。冰箱內(nèi)裝置的主要作用是吸收熱量，也就是制冷。它的主要裝置是蒸發(fā)器。冰箱外裝置的作用是散熱和提供動(dòng)力，它的主要裝置是壓縮機(jī)、冷凝器和毛細(xì)管。

這里著重說(shuō)一下制冷劑的制冷原理，它并不像我們想象中那樣，是靠降低自身溫度達(dá)到吸熱效果的。而是用了一種物理現(xiàn)象——液體沸騰吸熱。為什么冰箱里的液體制冷劑可以沸騰呢？這是另一個(gè)物理知識(shí)——壓力越低，沸點(diǎn)越低。

制冷劑在常溫狀態(tài)下是氣態(tài)的，換句話說(shuō)——把液態(tài)制冷劑放到常溫下，它就會(huì)沸騰。而制冷劑之所以能夠在冰箱內(nèi)變成液態(tài)，是因?yàn)楸鋬?nèi)為制冷劑提供了高壓的環(huán)境。我們先來(lái)看一下冰箱的制冷原理圖

在這個(gè)圖中，箭頭方向表示制冷劑的運(yùn)動(dòng)方向。紅色表示制冷劑為高溫高壓(液態(tài))，黃色表示制冷劑為常溫高壓(液態(tài))，綠色表示制冷劑為常溫常壓(沸騰狀態(tài))，藍(lán)色箭頭表示制冷劑為常溫常壓(氣態(tài))——這里糾正一點(diǎn)，從綠色箭頭到藍(lán)色箭頭，期間是制冷劑吸熱的狀態(tài)，也就是從常溫常壓的液態(tài)制冷劑，通過(guò)沸騰，迅速向常溫常壓的液態(tài)制冷劑變化的過(guò)程。這是一個(gè)漸變的過(guò)程，圖中箭頭顏色變得太突兀了，整個(gè)漸變過(guò)程都發(fā)生在蒸發(fā)器中。

下面總述一下本文所寫的全部?jī)?nèi)容，以制冷劑的視角，從壓縮機(jī)出發(fā)：壓縮機(jī)啟動(dòng)(消耗電量，并發(fā)熱)，為制冷劑的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。

氣態(tài)制冷劑穿過(guò)冷凝器遇到毛細(xì)管，但毛細(xì)管的管道比較細(xì)，使得大量制冷劑擁擠在冷凝器內(nèi)。一個(gè)向毛細(xì)管方面推(壓縮機(jī))，一個(gè)堵著不讓過(guò)(毛細(xì)管)，滯留在冷凝器中的制冷劑越來(lái)越多，壓力也就越來(lái)越大了。

壓力增大后，氣態(tài)制冷劑開始液化，液化的過(guò)程中伴隨著吸熱，于是滯留在冷凝器前半段(靠近壓縮機(jī)方向)的制冷劑就是高溫高壓的液態(tài)。這些制冷劑在冷凝器中慢慢降溫，直至降低到室溫，開始慢慢排隊(duì)通過(guò)毛細(xì)管。

蒸發(fā)器的管道較粗，通過(guò)了毛細(xì)管的制冷劑壓力突然降低，于是液態(tài)制冷劑開始沸騰并氣化(伴隨吸熱)。直至制冷劑完全通過(guò)蒸發(fā)器后，也完全成了常溫常壓的氣態(tài)。氣態(tài)制冷劑重新通過(guò)壓縮機(jī)，繼續(xù)新一輪的循環(huán)。

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