Làm thế nào tủ lạnh hoạt động?

Chúng tôi đang khám phá nhà bếp Wonderopolis một ngày để tìm đồ ăn nhẹ khi chúng tôi nghe thấy một cuộc trò chuyện thú vị giữa một người gọi không xác định và đầu bếp trưởng:

Đầu bếp: Nhà bếp Wonderopolis! Đây là Đầu bếp Boyoboy nói chuyện. Tôi có thể giúp gì cho bạn?

Người gọi: Vâng, ông, tôi đã thắc mắc… tủ lạnh của ông đang chạy đúng không?

Đầu bếp: Tủ lạnh? Tất nhiên, nó đang chạy!

Người gọi: Thôi, ông nên đi bắt nó! Ah ha ha ha ha ha ha!

Đầu bếp: Grrr…

Được rồi, đó là một trò cũ, nhưng chúng tôi vẫn thích nó! Tuy nhiên, nó khiến chúng tôi tò mò…tủ lạnh hoạt động như thế nào?

Trước khi đi vào khoa học và cơ chế của tủ lạnh, hãy dành một chút thời gian để biết ơn vì sự tồn tại của chúng. Trong quá khứ, người ta phải phụ thuộc vào hòm đá và khối đá lớn để giữ đồ lạnh. Ngay cả khi đó, thường chỉ có những người giàu có mới có thể đủ tiền mua một sự xa xỉ như vậy.

Hôm nay, tủ lạnh được tìm thấy trong mỗi ngôi nhà, và chúng tôi chắc chắn rằng chúng ta rất biết ơn chúng. Ngoài việc giữ thức uống ở nhiệt độ thúc đẩy, chúng còn đảm bảo thức ăn của chúng ta an toàn để tiêu thụ. Mà không có tủ lạnh, hầu hết các loại thức ăn sẽ hỏng trong vòng vài ngày, nếu không phải là vài giờ. Quá trình làm lạnh làm chậm sự phát triển của vi khuẩn đến mức thức ăn có thể tồn tại trong vài tuần và thậm chí cả tháng nếu đông lạnh.

Vậy làm thế nào để tủ lạnh giữ cho tất cả thức ăn đó lạnh? Chúng thổi không khí lạnh qua thức ăn sao? Không! Chúng hoạt động tương tự như hệ thống điều hòa không khí trong ngôi nhà của bạn: chúng liên tục loại bỏ không khí ấm trong tủ lạnh, tha hồ bên ngoài cho đến khi không khí trong trở nên mát lạnh. Để làm được điều này, chúng dựa trên nguyên tắc của khí.

Hệ thống làm lạnh của tủ lạnh bao gồm năm thành phần chính: chất làm lạnh (được gọi là chất làm lạnh), máy nén, cuộn tản nhiệt (nằm bên ngoài), cuộn bay hơi (nằm bên trong), và một van mở rộng. Máy nén lấy chất làm lạnh bốc hơi (sẽ nói thêm về điều này sau) và nén nó, tăng áp suất của nó khi đẩy nó qua cuộn tản nhiệt bên ngoài tủ lạnh.

Trong cuộn tản nhiệt, khí nóng thải nhiệt ra bên ngoài không khí. Khi điều này xảy ra, nó làm lạnh xuống và biến thành chất lỏng. Nó tiếp tục làm lạnh khi chảy vào bên trong tủ lạnh. Khi đến van mở rộng, chất lỏng mở rộng và chuyển đổi thành khí.

Khi đi qua cuộn bay hơi, chất làm lạnh bốc hơi hấp thụ nhiệt từ bên trong tủ lạnh, làm mát không khí bên trong trong quá trình đó. Khi ra khỏi cuộn bay hơi, nó quay trở lại máy nén và chu trình lại bắt đầu.

Chu kỳ này tiếp tục cho đến khi một thiết bị được gọi là cặp nhiệt điện (về cơ bản là một cái nhiệt kế tinh vi) phát hiện rằng không khí bên trong tủ lạnh đã đạt đến nhiệt độ mong muốn. Tại thời điểm này, nó ngắt nguồn cho máy nén. Khi bạn mở cửa tủ lạnh và để nhiều nhiệt vào bên trong, cặp nhiệt điện phát hiện một sự tăng nhiệt và khởi động lại máy nén.

Mặc dù tất cả điều này có vẻ phức tạp một chút, nhưng thực sự rất đơn giản, và bạn có thể đã gặp các nguyên tắc của khí tương tự trong cuộc sống hàng ngày. Ví dụ, bạn đã bao giờ ra khỏi hồ bơi và cảm thấy hơi lạnh một chút dù đang ở dưới ánh nắng chói chang chưa? Điều này xảy ra vì nước trên da bạn đang bay hơi, lấy đi nhiệt từ da bạn trong quá trình đó.

Thử xem sao

Bạn đã sẵn sàng cho một món nhẹ chưa? Hãy chắc chắn khám phá những hoạt động sau đây cùng một người bạn:

  • Tủ lạnh của bạn có hiệu quả trong việc làm lạnh thực phẩm hay không? Hãy lấy một cái nhiệt kế và tìm hiểu! Đặt nhiệt kế trong khu vực thực phẩm tươi của tủ lạnh và để nó ngồi trong vài phút. Ghi lại nhiệt độ, sau đó di chuyển nhiệt kế vào ngăn đá. Một lần nữa, để nó ngồi trong vài phút trước khi ghi lại nhiệt độ. Sự khác biệt nhiệt độ giữa ngăn đá và khu vực thực phẩm tươi là bao nhiêu?
  • Hỏi một thành viên gia đình người lớn hoặc bạn bè giúp bạn xem xét tủ lạnh của bạn từ gần. Gợi ý: họ sẽ có thể hào hứng hơn với cơ hội học hỏi này nếu bạn giúp họ dọn dẹp tủ lạnh cùng một lúc! Nếu có thể, kéo tủ lạnh ra để nhìn vào các ống ngoại vi. Bạn có thể nhận ra bất kỳ bộ phận nào khác của hệ thống không? Kiểm tra lại cài đặt nhiệt độ để đảm bảo bạn đang giảm thiểu việc sử dụng năng lượng!
  • Cuộc sống hàng ngày của bạn sẽ thay đổi ra sao nếu không có tủ lạnh? Xem xét những loại thực phẩm bạn thường ăn hàng tuần. Bữa ăn của bạn sẽ thay đổi như thế nào nếu bạn chỉ dựa vào thực phẩm không cần làm lạnh trong tủ đựng? Bạn nghĩ rằng bạn đã thích sống trong quá khứ khi tủ lạnh chưa phổ biến không?

Nguồn cảm hứng

  • http://www.explainthatstuff.com/refrigerator.html
  • http://energyquest.ca.gov/how_it_works/refrigerator.html
  • http://www.realsimple.com/food-recipes/tools-products/appliances/how-does-refrigerator-work

1. Làm thế nào một tủ lạnh hoạt động?

Một tủ lạnh hoạt động bằng cách sử dụng một chu trình lạnh để loại bỏ nhiệt từ bên trong tủ lạnh và xả ra bên ngoài. Chu trình này bao gồm một chất làm lạnh, đó là một hợp chất hóa học có thể dễ dàng chuyển đổi giữa dạng khí và dạng lỏng. Chất làm lạnh hấp thụ nhiệt từ thức ăn và không khí bên trong tủ lạnh, làm cho nó bay hơi thành khí. Khí sau đó được nén, làm tăng thêm nhiệt độ của nó. Cuối cùng, khí được nén lại thành chất lỏng, xả nhiệt mà nó hấp thụ. Quá trình này tiếp tục trong một vòng lặp, liên tục làm lạnh bên trong tủ lạnh.

2. Vai trò của máy nén trong một tủ lạnh là gì?

Máy nén là một thành phần quan trọng của một tủ lạnh. Nó có trách nhiệm nén khí làm lạnh, làm tăng nhiệt độ và áp suất của nó. Bằng cách nén khí, máy nén giúp loại bỏ nhiệt từ bên trong tủ lạnh. Khí được nén sau đó chảy vào bộ làm nguội nơi nó xả nhiệt đã hấp thụ. Mà không có máy nén, chu trình lạnh sẽ không thể hoạt động đúng cách và tủ lạnh sẽ không thể làm lạnh nội dung bên trong.

3. Làm thế nào bộ điều khiển nhiệt độ kiểm soát nhiệt độ trong một tủ lạnh?

Bộ điều khiển nhiệt độ trong một tủ lạnh là một công tắc nhạy cảm với nhiệt độ, kiểm soát khi nào máy nén bật và tắt. Nó được đặt vào một nhiệt độ mong muốn, và khi nhiệt độ bên trong tủ lạnh tăng lên trên giới hạn đó, bộ điều khiển nhiệt độ thông báo cho máy nén bắt đầu hoạt động. Khi nhiệt độ đạt đến giới hạn đã đặt, bộ điều khiển nhiệt độ dừng máy nén. Chu trình này lặp lại khi cần để duy trì một nhiệt độ ổn định bên trong tủ lạnh. Bộ điều khiển nhiệt độ đảm bảo rằng tủ lạnh làm lạnh khi cần thiết và ngăn chặn việc làm lạnh quá mức hoặc lãng phí năng lượng bằng cách hoạt động liên tục.

4. Mục đích của bộ làm nguội trong một tủ lạnh là gì?

Bộ làm nguội trong một tủ lạnh có trách nhiệm xả nhiệt đã hấp thụ từ bên trong tủ lạnh. Khí làm lạnh nén chảy vào bộ làm nguội, nơi nó được làm nguội và chuyển thành trạng thái lỏng trở lại. Khi khí chuyển thành chất lỏng, nó xả nhiệt ra môi trường xung quanh, thông thường qua các nan hoặc cuộn kim loại. Quá trình truyền nhiệt này cho phép chất làm lạnh xả nhiệt đã hấp thụ và sẵn sàng để bắt đầu chu trình lại. Mà không có một bộ làm nguội hoạt động, tủ lạnh sẽ không thể làm lạnh hiệu quả.

5. Cách hoạt động của cuộn bốc hơi trong một tủ lạnh là gì?

Cuộn bốc hơi trong một tủ lạnh được đặt trong ngăn đông hoặc ngăn tủ lạnh. Nó có trách nhiệm hấp thụ nhiệt từ thức ăn và không khí bên trong tủ lạnh. Khí làm lạnh đi vào cuộn bốc hơi sau khi rời khỏi máy nén. Khi khí chảy qua cuộn bốc hơi, nó mở rộng và trở nên lạnh hơn, làm cho nó hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh. Quá trình này làm lạnh bên trong tủ lạnh. Cuộn bốc hơi được thiết kế với các nan kim loại mỏng để tối đa hóa diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, cho phép làm lạnh hiệu quả.

6. Một tủ lạnh có thể hoạt động mà không cần điện?

Không, một tủ lạnh không thể hoạt động mà không cần điện. Nó phụ thuộc vào điện để cung cấp năng lượng cho máy nén, điều quan trọng cho chu trình làm lạnh. Máy nén cần điện để nén khí làm lạnh và loại bỏ nhiệt từ bên trong tủ lạnh. Ngoài ra, quạt bên trong tủ lạnh, giúp tuần hoàn không khí lạnh, cũng cần điện để hoạt động. Thiếu nguồn điện liên tục, một tủ lạnh sẽ không thể hoạt động và làm lạnh nội dung. Do đó, trong trường hợp mất điện hoặc ở các khu vực không có điện, tủ lạnh có thể mất khả năng làm lạnh.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *