Как работи хладилникът
Хладилникът не прави студ, а изнася топлина. Разбери изпарителя, компресора и кондензатора и защо отворената врата не охлажда кухнята.
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.
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
- 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.
- 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.
- Компресорът: сърцето
Компресорът (това бръмчене отдолу) сгъстява газа. Когато газ се сгъстява, той се нагрява, много повече от стайната температура.
- Кондензаторът: отзад
Горещият газ минава през решетката отзад или отстрани и отдава топлината на въздуха в кухнята. Изстива и пак става течност.
- 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.
- 11. Изпарител (вътре)Течността кипи и поема топлина от храната
- 22. КомпресорГазът се сгъстява и силно се нагрява
- 33. Кондензатор (отзад)Горещият газ отдава топлина на кухнята и става течност
- 44. Капилярна тръбаНалягането пада и течността силно изстива
- 5Камераоколо 4 °C
- 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
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.
Наименувай четирите основни части на хладилния кръг.
Подсказка
Погледни инфографиката.
Отговор
Изпарител, компресор, кондензатор, капилярна тръба (разширител).
Средни
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.
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
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.
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.
Хладилник без ток
Цел: Да докажеш, че изпаряването охлажда, както в хладилника.
- Вземи две еднакви пластмасови бутилки с вода от чешмата.
- Увий едната в мокра памучна кърпа, другата остави суха.
- Сложи ги една до друга на течение или пред вентилатор (с разрешение).
- След 30 минути премери температурата на водата във всяка с кухненски термометър.
- 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.