制冷王国的秘密

冷冻不仅用来保持食物新鲜。美国有五家特殊公司专门致力于在零下200摄氏度保存死者的尸体。许多人在生前都抱有希望，希望有一天他们会在某种药物的帮助下复活。第一个选择在液氮中睡觉的人是心理学家詹姆斯·贝德福德，他于1967年73岁时死于癌症。从那以后，数十人以他为榜样，而成千上万的人签署了死后“冷藏”的合同。这些遗骸是低着头存放的，这样，如果自动控制系统出现故障，头部可以成为最后一个解冻的部分。与普通人的感觉不同，冰箱不是“制造冷空气的机器”，而是从食物中吸收热量的装置。它使用一种叫做“制冷剂”的液体从食物中“提取”热量，并将其传递到冰箱外面。制冷剂流经冰箱中的一系列装置，主要包括三个基本部件:压缩机、冷凝器和蒸发器，并重复相同的制冷循环(近似卡诺循环)。除了少数环保冰箱外，普通家用冰箱中的大多数制冷剂都是氟利昂(主要是二氯二氟甲烷)，储存在冰箱的专用容器中。当冰箱开始运转时，电机驱动压缩机开始工作，在低压和常温状态下吸入氟利昂蒸汽，并将其压缩成高温高压蒸汽(约10个大气压)。高温高压下的氟利昂蒸汽离开压缩机，被送到冷凝器。冷凝器是弯曲多次的管子，称为“蛇形管”，通常安装在冰箱后面。由于进入冷凝器的氟利昂蒸汽的温度高于室温，热量通过蛇形管的管壁向外辐射，因此氟利昂蒸汽的温度降低并从气态冷凝成液态，然后它离开冷凝器并流向蒸发器。蒸发器由另一个蛇形管组成，与冰箱内部接触。这个盘管比冷凝器的盘管薄，所以氟利昂的流量增加，压力急剧下降。这符合所谓的伯努利原理。随着蒸发器中的压力急剧下降，氟利昂剧烈蒸发，从液态变为气态，并伴有温度下降。因为热量总是从较热的物体传递到较冷的物体，所以冰箱中较热的食物将热量传递到流动氟利昂气体的蛇形管，从而达到制冷的目的。

上述过程完成后，制冷剂氟利昂气体再次“准备就绪”，以便再次被压缩机“吸收”，从而开始下一个循环。因为氟利昂能破坏臭氧层，它已经被淘汰，并被其他制冷剂取代，但它们的制冷原理是一样的。冰箱有两种主要类型。一种是像家用冰箱一样的立式冰箱，另一种是商店中常用的柜式冰箱，即冰柜。柜式冰箱使用起来不太方便，但比前者更有效率。事实上，每当家用冰箱的门被打开时，大量的冷空气将向下流动，并由于冷空气的大比例而被热空气所代替。但是这种现象不会发生在柜式冰箱上，柜式冰箱的优点是很少需要除霜。

上图是冰箱制冷过程的示意图。

被压缩的制冷剂处于高压气态，当它进入冷凝器时，它释放热量，从而变成液体并进入储液器。然后制冷剂流入一个更细的管道，压力下降。这种低压液体变冷，当它进入蛇形管与食物周围的空气接触时，制冷剂再次变成气体并吸收食物的热量。吸热后，制冷剂进入压缩机，开始下一个循环。