冰箱是怎樣製冷的？

本文轉自：科普中國

冰箱在生活中常用於食物保鮮，那你知道冰箱是怎麼製冷的嗎？

冰箱是一種用來吸收食品熱量的裝置，其機身內的製冷劑可將食品中的熱量吸收出來。冰箱的製冷劑一般為氟利昂，氟利昂是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的總稱，又稱“氟氯烴”或“氟氯烷”，可用符號“CFC”表示，氟利昂包括20多種化合物，其中最常用的是氟利昂-12（CCl2F2），其次是氟利昂-11（CCl2F）。

氟利昂既容易汽化又容易液化，汽化時吸熱，液化時放熱，冰箱就是利用氟利昂的這種特性來實現製冷的。液態的氟利昂經過很細的毛細管進入冰箱內冷凍室的管子，在這裡汽化、吸收熱量，使冰箱內溫度降低。之後，生成的蒸汽又被電動壓縮機壓入冷凝器，在這裡液化並把冰箱內帶出的熱量透過冰箱壁上的管子放出。氟利昂這樣迴圈流動，冰箱冷凍室裡就可以保持相對較低的溫度。

除了利用氟利昂的特性來製冷，冰箱的零件也與製冷功能密不可分。比如開啟冰箱就能看到的蒸發器是一根彎曲了很多次的管子，稱為“蛇形管”，之所以設計成“蛇形管”是為了讓氟利昂與食物有較多的接觸面積，便於吸收熱量。還有一根直徑約為1-2毫米的管子，是使氟利昂迴圈流動的毛細管。在氟利昂流經此處時流速很快，到蒸發器時壓力急劇降低，氟利昂便劇烈蒸發，再次汽化，從冰箱中繼續吸收大量的熱，從而使食物保持在相當低的溫度。

雖然冰箱給大眾的生活帶來了方便，但是氟利昂的汙染不可否認。氟利昂被排放到大氣以後相當穩定，在對流層中是化學惰性氣體，甚至可以滯留數十年甚至上百年。由於不能在對流層中自然被消除，使它們在對流層大氣中的濃度急劇上升，並且只能緩慢地從對流層流向平流層。氟利昂在平流層中受到波長在175nm至220nm的紫外光照射，光解釋放出氯原子，氯原子和臭氧反應能夠生成ClO·分子，迴圈催化損耗臭氧。臭氧耗損導致地球表面紫外光的輻射增加，而紫外光輻射對面板、眼睛和免疫系統有著十分嚴重的不利影響。除此之外，紫外線輻射對植物也會造成負面影響。

但由於氟利昂會對大氣造成汙染，損耗臭氧層，導致地球表面紫外光的輻射增加，影響到人的面板、眼睛和免疫系統。現在，人們可以使用R-134a（四氟乙烷）、R-404A製冷劑、R-410A製冷劑代替氟利昂。