冰柜改空调(可以用冰箱来代替空调,来调节室内温度吗?)

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为了预防读者一键划走(dog),开头先说答案,不能用冰箱来代替空调,来调节室内温度。

因为冰箱的原理去空调大体相同,我们可以从空调的制冷原理入手去分析首先要明白的是空调的制冷效果并不是“凭空”的释放出冷气使室内的温度降低,而是通过某种方式将室内的“热”转移到室外(空调室外机风扇吹出的热气),从而实现了室内的温度比室外的温度要低,也就实现了制冷效果。

那空调究竟有什么样的神奇魔力可以使“热量”转移呢?我们都知道,桌子上的一杯热茶会随着时间的推移而温度越来越低,温度直至下降到与环境周围相同的温度,最终“不幸”地变成一杯凉茶这很容易理解,但是这个过程可以反过来吗?能让一杯凉茶通过自发地吸收周围环境的热量而变成一杯热腾腾的热茶吗,显然不可能,凉茶的温度最多升至与环境相同的温度,而不能高于它。

热力学第二定律指出,物体内部或者物体之间,只要有温差的存在,就有热量自发地从高温物体传递到低温物体中,但不能自发地沿相反方向进行克劳修斯表述为:热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体;。

但是可以通过逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体,空调就是如此热的逆循环即消耗机械能(做功)将热量从低温物体传递到高温物体的循环逆循环过程外界对系统做功,系统放出热量(你发现了什么?),一般用于制冷机,冰箱和空调就是比较常见的一种应用。

空调室内机按循环的目的不同,又可分为制冷循环和供热循环。

空调室外机那么空调具体是怎样给原本室内、外温度相同的条件下制造温度差异的呢(室内制冷效果)呢?原理空调的实现运用了物态变化的原理,即液体汽化吸热(沸腾吸热)、气体液化放热(冷凝放热)当把酒精擦拭在皮肤上时会感觉到发凉,这就是酒精蒸发吸收皮肤的热量—汽化吸热;高压锅排气口喷出的水蒸气不小心碰到手时会迅速液化,在短时间没释放出大量的热会导致手部烫伤,这就是液化放热。

空调大体由室外机和室内机组成,两者之间由特制的管道(一般是金属铜)相连,形成一个封闭的回路,这个回路中就存在有制冷剂,以前的制冷剂大多是氟利昂,由于氟利昂泄露会破坏臭氧层而被其它制冷剂替代。

步骤一:蒸发吸热制冷剂的沸点很低,液态的制冷剂在管道流经室内机的蒸发器使会吸收室内的热量而蒸发成气体,因此蒸发器的器壁(铜管道)温度会急剧下降为一个低温源,室内机内部的风扇吹出的风经过蒸发器温度下降,就形成了空调吹出的冷风。

另外,在室外通过塑料管排出地断断续续的冷水滴就是室内机中蒸发器表面冷凝的水珠(类似于刚从冰箱里拿出一瓶啤酒,冰冷的瓶壁会不断有液化的水珠)

图片引用自“钛科普”步骤二:冷凝放热经过蒸发器吸收热量变成气态的冷凝剂在流经室外机的过程中会经过一个压缩机,将气态的冷凝剂压缩成液态,因为液化放热,持续液化的冷凝剂在室外机的冷凝器中不断放热,再由室外机中的风扇将冷凝器中的热量加速排出,形成一股热风,这就是我们为什么经过空调室外机的风扇时被吹到的是热风。

至于气态的冷凝剂在加压时变成液体是因为液体沸点与压强有关:压强越大,沸点越高,压强越小,沸点越低这也是为什么高压锅可以更容易煮熟东西的原因气态冷凝剂加压后其处于液态时的沸点升高,进而冷凝剂回到液态状态经过冷凝器液化放热的制冷剂回到室内机的蒸发器时需要通过一个叫做膨胀阀的装置(使液体压力下降的装置),即使是经过冷凝器液化放热,通过膨胀阀前的液态制冷剂温度仍然较高,“中温高压”的液态制冷剂经过膨胀阀后压力和温度均会下降,

压力下降,制冷剂沸点就下降这里补充一个知识点,膨胀阀出口出是一个狭小的通道,快速通过此处的冷凝剂温度会明显下降,(打个比喻,人张开嘴巴大口哈气时你的手能感受到呼出来的气是较温暖的,当你小口吹气时,吹出来的气的温度明显较低。

)满足特定条件后,沸点下降的冷凝剂经过室内机的蒸发器后再次吸收室内的热量变成气态到此,开始下一个循环补充一下,空调的制暖效果就是制冷循环的逆过程总的来说空调的制冷效果就是通过制冷循环来实现的,在封闭的制冷系统中使用一定量的制冷剂来反复压缩,冷凝,膨胀和蒸发,并在蒸发器中不断吸收热量并蒸发,通过冷凝器排出热量,从而冷却下来。

图片引用自“钛科普”回到最初的问题,“可以用冰箱来代替空调,来调节室内温度吗?”,答案显而易见是不可能实现空调可以使室内温度降低是因为将室内的热量转移到了室外,而冰箱并没有室外机排出热量,长时间打开冰箱门反而会增加其负载的消耗,使室内更加燥热。

从做功的角度去分析就知道,热力学第一定律指出:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和将室内看成一个孤立系统,驱动空调运转需要电能,电能驱动空调中的压缩机工作(电能转化为机械能),符合“热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和”中的“外界对它所做的功”,故“室内”这个热力学系统的内能是增大的,宏观上了表现为系统的温度增加(或者说空调的局部制冷效果是以某处产生更多的热为代价的),在室内使用冰箱来降温等价于将空调室外机放在室内,只会使室内的温度越来越高。

结论:冰箱无法像空调那样降低室内的温度,它只能让室内的温度升高,因此不能用冰箱来代替空调去调节室内温度。

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