Как и все остальное в нашей Вселенной, холодильники должны подчиняться фундаментальному закону физики, называемому сохранением энергии.Суть в том, что вы не можете создать энергию из ничего или заставить ее раствориться в воздухе: вы можете только преобразовывать энергию в другие формы.Это имеет некоторые очень важные последствия для пользователей холодильников.
Во-первых, это развенчивает миф о том, что можно охладить кухню, оставив дверцу холодильника открытой.Не правда!Как мы только что видели, холодильник работает, «всасывая» тепло из холодильного шкафа с охлаждающей жидкостью, а затем перекачивая жидкость за пределы шкафа, где она отдает свое тепло.Таким образом, если вы удаляете определенное количество тепла из холодильника, теоретически точно такое же количество тепла появляется снова, как и сзади (на практике вы получаете немного больше тепла, потому что двигатель не идеально эффективен, и он также отдает тепло). нагревать).Оставьте дверь открытой, и вы просто переместите тепловую энергию из одной части кухни в другую.
Закон сохранения энергии также объясняет, почему охлаждение или заморозка продуктов в холодильнике или морозильной камере занимает так много времени.Пища содержит много воды, состоящей из очень легких молекул (водород и кислород — два самых легких атома).Даже небольшое количество жидкости (или пищи) на водной основе содержитогромныйколичество молекул, каждой из которых требуется энергия для нагревания или охлаждения.Вот почему для того, чтобы вскипятить даже чашку или две воды, требуется пара минут: нужно нагреть гораздо больше молекул, чем если бы вы пытались вскипятить что-то вроде чашки расплавленного железа или металлического свинца.То же самое относится и к охлаждению: требуется энергия и время, чтобы отвести тепло от водянистых жидкостей, таких как фруктовый сок или еда.Вот почему замораживание или охлаждение продуктов занимает так много времени.Дело не в том, что ваш холодильник или морозильник неэффективны: просто вам нужно добавить или убрать большое количество энергии, чтобы водянистые вещества изменили свою температуру более чем на несколько градусов.
Попробуем подвести ко всему этому приблизительные цифры.Количество энергии, необходимое для изменения температуры воды, называется ее удельной теплоемкостью и составляет 4200 джоулей на килограмм на градус Цельсия.Это означает, что вам нужно использовать 4200 джоулей энергии, чтобы нагреть или охладить килограмм воды на один градус (или 8400 джоулей для двух килограммов).Таким образом, если вы хотите заморозить литровую бутылку воды (весом 1 кг) от комнатной температуры 20°C до температуры -20°C, как в морозильной камере, вам потребуется 4200 × 1 кг × 40°C, или 168 000 джоулей.Если морозильная камера вашего холодильника может отводить тепло мощностью 100 ватт (100 джоулей в секунду), это займет 1680 секунд или около получаса.
Вы можете видеть, что для охлаждения водянистой пищи требуется много энергии.И это, в свою очередь, объясняет, почему холодильники потребляют так много электроэнергии.По данным Управления энергетической информации США, холодильники потребляют около 7 процентов всей бытовой электроэнергии (примерно столько же, сколько телевизоры и связанные с ними бытовые приборы, и менее чем вдвое меньше, чем кондиционеры, которые потребляют колоссальные 17 процентов).
Диаграмма: Потребление электроэнергии в домашних условиях по конечному использованию: Холодильники потребляют 7 процентов бытовой электроэнергии — намного меньше, чем кондиционеры или системы отопления.Основные домашние холодильники потребляют около 77 процентов от общего объема охлаждающей электроэнергии, второстепенные холодильники используют еще 18 процентов, а остальное приходится на дополнительные устройства.Источник:Управление энергетической информации США,
Время публикации: 02 ноября 2022 г.