Наука в кухнята12-14 г.

Как работи хладилникът

Хладилникът не прави студ, а изнася топлина. Разбери изпарителя, компресора и кондензатора и защо отворената врата не охлажда кухнята.

Готвачката Мими

Мими е тук! Пипни задната страна на хладилника (внимателно и с разрешение на възрастен): топла е! Как така машина за студ се нагрява? Защото хладилникът всъщност не прави студ, той изнася топлината навън.

Реши теста

История от живота

През 1834 г. Джейкъб Пъркинс патентова в Лондон машина, която охлажда чрез изпарение и сгъстяване на течност. По същия принцип работят и днешните хладилници. Преди това хората пазели храната с лед, изрязан от замръзнали езера през зимата и съхраняван в ледници под земята. Ранните хладилници използвали опасни газове като амоняк и серен диоксид и при теч имало нещастни случаи. Това подтикнало дори Алберт Айнщайн и неговия ученик Лео Силард да измислят хладилник без движещи се части, патентован през 1930 г. По-късно дошли фреоните, които се оказали вредни за озоновия слой, затова през 1987 г. светът подписва Монреалския протокол и днес в домашните хладилници често се ползва изобутан.

Разбери го стъпка по стъпка

  1. Изпаряването краде топлина

    Когато течност се изпарява, тя поема топлина от всичко около нея. Затова ти е хладно, когато излезеш мокър от басейна. Хладилникът използва течност (хладилен агент), която кипи при много ниска температура: изобутанът кипи при около -12 °C при нормално налягане.

  2. Изпарителят: вътре

    В тръбите във фризера и камерата агентът се изпарява и поема топлина от храната и въздуха. Вътре става студено, а агентът се превръща в газ, пълен с "откраднатата" топлина.

  3. Компресорът: сърцето

    Компресорът (това бръмчене отдолу) сгъстява газа. Когато газ се сгъстява, той се нагрява, много повече от стайната температура.

  4. Кондензаторът: отзад

    Горещият газ минава през решетката отзад или отстрани и отдава топлината на въздуха в кухнята. Изстива и пак става течност.

  5. Разширителят и пак отначало

    През тънка тръбичка (капилярна тръба) налягането пада рязко и течността става много студена. Влиза отново в изпарителя и кръгът се повтаря, докато термостатът реши, че е достатъчно студено.

Представи си така: Хладилникът е като помпа за топлина, все едно с кофа изгребваш вода от лодка и я изливаш зад борда. Тук "водата" е топлината, лодката е камерата, а бордът е решетката отзад.

ИнфографикаКръгът на хладилния агент
  1. 11. Изпарител (вътре)Течността кипи и поема топлина от храната
  2. 22. КомпресорГазът се сгъстява и силно се нагрява
  3. 33. Кондензатор (отзад)Горещият газ отдава топлина на кухнята и става течност
  4. 44. Капилярна тръбаНалягането пада и течността силно изстива
  5. 5Камераоколо 4 °C
  6. 6Фризероколо -18 °C

Решени примери

Ако оставиш вратата на хладилника отворена в жегата, ще се охлади ли кухнята?

Не, ще стане по-топло. Хладилникът изнася топлината пак в кухнята, а моторът добавя и своя топлина. Сумарно стаята се затопля.

Защо не трябва да слагаш гореща тенджера направо в хладилника?

Хладилникът трябва да изнесе много топлина наведнъж, моторът работи дълго, а храната около тенджерата се затопля. Остави я първо да поизстине (но не цял ден на стайна температура).

Защо в хладилника има по-студени и по-топли места?

Студеният въздух е по-тежък и слиза надолу, затова долните рафтове обикновено са по-студени, а вратата е най-топла. Млякото е по-добре на рафт, а не на вратата.

Внимавай с тези грешки

  • Хладилникът произвежда студ.Студът е просто липса на топлина. Хладилникът премества топлина отвътре навън.
  • Отворен хладилник ще охлади стаята като климатик.Ще я затопли, защото топлината отива пак в стаята, плюс топлината от мотора.
  • Във фризера храната е безопасна завинаги.Студът силно забавя развалянето, но не го спира напълно. Вкусът и качеството се влошават с времето.

Задачи

Лесни

  1. Намокри едната си ръка и духни леко върху двете. Коя е по-хладна и защо?

    Подсказка

    Свържи с излизането от басейна.

    Отговор

    Мократа. Изпаряващата се вода поема топлина от кожата, същото прави агентът в изпарителя.

  2. Наименувай четирите основни части на хладилния кръг.

    Подсказка

    Погледни инфографиката.

    Отговор

    Изпарител, компресор, кондензатор, капилярна тръба (разширител).

Средни

  1. Хладилник харчи 0,5 kWh на ден. Колко kWh харчи за година и колко струва това при цена 0,15 евро за kWh?

    Подсказка

    Първо по дни, после по цена.

    Отговор

    0,5 × 365 = 182,5 kWh; 182,5 × 0,15 ≈ 27,4 евро на година.

  2. С разрешение на възрастен сложи кухненски термометър на горния рафт, долния рафт и на вратата за по 20 минути. Къде е най-студено?

    Подсказка

    Не отваряй вратата често по време на опита.

    Отговор

    Обикновено долу или в задната част е най-студено, а вратата е най-топла.

Трудни

  1. Камерата е 4 °C, фризерът -18 °C. С колко градуса е по-студен фризерът? Ако температурата в кухнята е 24 °C, каква е разликата между кухнята и фризера?

    Подсказка

    Изваждане на отрицателно число е като събиране.

    Отговор

    4 - (-18) = 22 градуса; 24 - (-18) = 42 градуса.

  2. Защо решетката отзад не бива да е притисната плътно до стената или покрита?

    Подсказка

    Помисли какво прави кондензаторът.

    Отговор

    Тя трябва да отдава топлина на въздуха. Ако въздухът не циркулира, топлината не излиза, моторът работи повече и харчи повече ток.

Мини проект · 40 минути (с чакането)

Хладилник без ток

Цел: Да докажеш, че изпаряването охлажда, както в хладилника.

  1. Вземи две еднакви пластмасови бутилки с вода от чешмата.
  2. Увий едната в мокра памучна кърпа, другата остави суха.
  3. Сложи ги една до друга на течение или пред вентилатор (с разрешение).
  4. След 30 минути премери температурата на водата във всяка с кухненски термометър.
  5. Запиши резултатите и сравни.

Накрая: Водата в увитата с мокра кърпа бутилка обикновено е с няколко градуса по-хладна. Обяснявате с изпаряването, точно като в изпарителя.

Тест с точки

10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.

Започни теста

Още от „Наука в кухнята“

Наука в кухнята9-11 г.Вкусовете: сладко, солено, кисело, горчиво, умамиПетте основни вкуса, как езикът ги усеща и защо без носа ябълката и крушата имат почти еднакъв вкус.Наука в кухнята9-11 г.Защо ледът плуваРазбери защо ледът плува, защо айсбергите са опасни и как една странност на водата пази рибите живи.Наука в кухнята9-11 г.Защо лукът ни разплакваРазбери каква тайна химическа защита крие лукът, защо очите ти сълзят и кои трикове наистина помагат.Наука в кухнята9-11 г.Защо тестото втасва: маятаЩе разбереш как мъничките живи клетки на маята надуват тестото и ще направиш опит с балон и бутилка.Наука в кухнята9-11 г.Какво става с яйцето, когато го сготвимЗащо прозрачният белтък побелява, защо жълтъкът позеленява отвън и как да познаеш варено от сурово яйце без да го счупиш.Наука в кухнята9-11 г.Киселото мляко: българската бактерияКак невидима бактерия превръща млякото в кисело мляко, кой е Стамен Григоров и как да си направиш домашно.

Всички теми в „Наука в кухнята“