چگونه یخچال سرما تولید می کند؟

برای اینکه چیزی خنک شود، باید حرارت را از اطرافش دور کنیم. به همین جهت، یخچال و تمامی دستگاه های خنک کننده، هنرشان فقط این است که می توانند حرارت اجسام را از آنها بگیرند و آنگاه آن جسم ها خود به خود خنک می شوند!

در زمان های باستان، مردم مصر و هندوستان نمک هایی را می شناختند که وقتی در آب حل می شدند، «سرما» ایجاد می کردند. امروزه ما نیز با بعضی از مواد آشنا هستیم؛ مانند نیترات پتاسیم و نیترات آمونیم که وقتی در آب حل می شوند، حرارتش را از بین می برند. به این ترتیب، این قبیل مواد به این شکل قادرند آب را خنک کنند.

عمل سردسازی همزمان با تبدیل یک مایع به گاز انجام می گیرد. این شکل تغییر را «تبخیر سطحی» می نامند. اگر مقداری آب یا الکل را در کف دست تان بریزید، مشاهده می کنید که احساس خنکی می نمایید. چرا؟ علت این است که هر یک از این دو مایع (یعنی آب یا الکل) حرارت دست شما را به خودشان جذب می کنند و همزمان با این کار، خودشان هم بخار می شوند و به صورت گاز به هوا می روند.

چند نفر از دانشمندان سعی کردند تا با استفاده از اصل تبخیر، دستگاه های سردکننده بسازند. سرانجام در سال 1823 میلادی، مایکل فارادی (دانشمند انگلیسی) شیوه ی جدیدی را برای انجام عمل تبخیر عرضه کرد.

فارادی گاز آمونیاک را آنقدر متراکم کرد و در هم فشرد تا اینکه گاز آمونیاک به صورت مایع در آمد و به این ترتیب، حرارتش را از دست داد. فارادی در مرحله بعدی، مایعی را که بدست آورده بود، بار دیگر به گاز تبدیل کرد و این بار متوجه شد که دوباره سرد شده است. نتیجه ای که از این آزمایش بدست می آید این است که عمل سردسازی در دو مرحله انجام می پذیرد:

• تبدیل گاز به مایع، برای اینکه گاز حرارت خود را از دست بدهد و خنک شود.
• تبدیل مایع به گاز، برای اینکه حرارت جسم دیگری را بگیرد و آن جسم را خنک کند.

اکنون در داخل یخچال منزل شما نیز عیناً همین جریان صورت می پذیرد. ولی در ساختمان یخچال، علاوه بر آمونیاک، از انیدرید سولفورو و کلرورمتیل (و به ویژه از فرئون) هم به عنوان سردکننده استفاده شده است.

شیوه سردسازی یخچال

در اینجا، شیوه سردسازی یخچال را مرحله به مرحله شرح می دهیم:

1. کمپرسور: قلب یخچال تلمبه آن است که «کمپرسور» خوانده می شود. کمپرسور یعنی متراکم کننده و کارش این است که دائماً گاز را می مکد و روی همدیگر متراکم می کند. این کار درست مانند تلمبه ای است که برای باد کردن لاستیک دوچرخه مورد استفاده قرار می گیرد. تلمبه ی دوچرخه هم هوا را می مکد و در فضای درونی لاستیک دوچرخه، آن را متراکم می سازد. کمپرسور نیز گازها را می مکد و روی هم متراکم می کند و این عمل باعث می شود که گاز مورد بحث گرم تر شود.
2. کندانسور: گازی که به این شکل متراکم شده است، به درون دستگاهی موسوم به «کندانسور» می رود و در آنجا حرارت خود را از دست می دهد و به مایع تبدیل می شود.
3. تبخیر کننده: این مایع که سرد نیز شده است، به طرف دستگاهی به نام تبخیر کننده رهسپار می شود و در آنجا، هوای گرمی را که در اطرافش وجود دارد به خود جذب می کند و بر اثر این کار، هم خودش بار دیگر به صورت «گاز گرم» در می آید و هم با جذب حرارت محیط اطراف، محیط را سرد می کند.

گاز گرم شده بار دیگر وارد کمپرسور می شود و دوباره همان سه مرحله ی قبلی را تکرار می کند و این ماجرا دائماً تکرار می شود.

این تمام مراحل عمل سردسازی بود. پس دیدید چگونه گاز با تغییر شکل دادن، یخچال خانه شما را به فعالیت وا می دارد.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «چگونه یخچال سرما تولید می کند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا کتاب به من بگو چرا و چگونه، نوشته ی آرکادی لئوکوم و ترجمه سعید درودی از انتشارات بهزاد، منتشر شده در 1391 با شابک 8-57-5959-964 به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.