Kako deluje hladilnik?

Ironično je, da hladilniki ohranjajo stvari hladne zaradi narave toplote. Drugi zakon termodinamike v bistvu pravi, da če hladen predmet postavite poleg vročega predmeta, bo hladen predmet postal toplejši in vroč predmet postane hladnejši. Hladilnik ne hladi predmetov z znižanjem njihove prvotne temperature; namesto tega izhlapevajoči plin, imenovan hladilno sredstvo, odvaja toploto, zaradi česar je okolica veliko hladnejša. Hladilniki in klimatske naprave delujejo na principu hlajenja z izhlapevanjem.

Hladilnik je sestavljen iz dveh predelkov za shranjevanje – enega za zamrznjene izdelke in drugega za predmete, ki jih je treba ohladiti, vendar ne zamrzniti. Ti predelki so obdani z vrsto cevi za izmenjavo toplote. Blizu dna hladilne enote je težka kovinska naprava, imenovana kompresor. Kompresor poganja električni motor. Za hladilnikom je zvitih več cevi za izmenjavo toplote. Skozi celoten sistem teče čisti amoniak, ki izhlapi pri -27 stopinj Fahrenheita (-32 Celzija). Ta sistem je zaprt, kar pomeni, da se med delovanjem nič ne izgubi ali doda. Ker je tekoči amoniak močna kemikalija, je treba hladilnik, ki pušča, nemudoma popraviti ali zamenjati.

Postopek hlajenja se začne s kompresorjem. Plin amoniak se stisne, dokler se zaradi povečanega tlaka ne segreje. Ta segreti plin teče skozi tuljave za hladilnikom, ki omogočajo, da se odvečna toplota sprosti v okoliški zrak. Zato uporabniki včasih čutijo, da okoli hladilnika kroži topel zrak. Sčasoma se amoniak ohladi do točke, ko postane tekoč. Ta tekoča oblika amoniaka se nato potisne skozi napravo, imenovano ekspanzijski ventil. V bistvu ima ekspanzijski ventil tako majhno odprtino, da se tekoči amoniak spremeni v zelo hladno, hitro premikajočo se meglo, ki izhlapi, ko potuje skozi tuljave v zamrzovalniku. Ker se to izhlapevanje pojavi pri -27 stopinj F (-32 stopinj Celzija), amoniak črpa toploto iz okolice. To je v veljavi drugi zakon termodinamike. Hladni material, kot je izhlapevajoči plin amoniak, ponavadi jemlje toploto iz toplejših materialov, kot je voda v pladnju za ledene kocke.

Ko izhlapevajoči plin amoniak absorbira več toplote, se njegova temperatura dvigne. Tuljave, ki obkrožajo spodnji hladilni predel, niso tako kompaktne. Hladen amoniak še vedno črpa toploto iz toplejših predmetov v hladilniku, vendar ne toliko kot zamrzovalni del. Plin amoniak se potegne nazaj v kompresor, kjer se celoten cikel tlaka, hlajenja in izhlapevanja začne na novo.

Upamo, da vsega tega ne boste pozabili naslednjič, ko boste uživali ob hladnem kozarcu limonade.