课外活动课教案:电冰箱的工作原理
电冰箱的工作原理
目的:简单了解电冰箱的基本工作原理,从原理上理解电冰箱在生活中的正确使用方法。解决生活中的简单实际问题,培养学生的实际动手能力。
特别注意事项:必须是在完全断电的情况下,并站在干燥的小木凳上才能进行操作,切记!
电冰箱的制冷原理
液体化为气体时要吸热。反之,气体化为液体时要放热。电冰箱要怎样安排这两种物态变化,才能达到制冷的目的呢?
电冰箱是利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的。
电冰箱的喉管内,装有一种商业
上称为氟利昂:freon,俗称雪种的致
冷剂。常用的一种为二氟二氯甲烷
(CCL2F2),是一种无色无臭无毒的气
体,沸点为29℃。
以单门电冰箱为例,我们先来了
解一下它的主要结构和工作原理。电
冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和
附件构成。在制冷系统中,主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器
和毛细管节流器四部分,自成一个封闭的循环系统。其中蒸发器
安装在电冰箱内部的上方,其他部件安装在电冰箱的背面。系统里充灌了一种叫“氟里昂12(CF2Cl2,国际符号R12)”的物质作为制冷剂。R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体,吸收冰箱内的热量,使箱内温度降低。变成气态的R12被压缩机吸入,靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体,再排入冷凝器。
在冷凝器中R12不断向周围空间放热,逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管,节流降压才能缓慢流入蒸发器,维持在蒸发器里继续不断地汽化,吸热降温。就这样,冰箱利用电能做功,借助制冷剂R12的物态变化,把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出,如此周而复始不断地循环,以达到制冷目的。
电冰箱的运作基于两个物理学原理。首先,当物体由液态转变为气态时,液体的温度会停留在沸点,直至液体完全蒸发掉。在这个相变的过程中,物体要吸收一定的能量,这个能量就叫做「潜热」。另一方面,假如在高压的情况下,物体的沸点便会上升,本来气化了的物质也可能因此而变回液体,并且把潜热释放出来。
电冰箱有一条管道,一部分在冰箱内,一部分在冰箱外。管道里面有一种特别的物质,这种物质的沸点很低。管道的底部有一个泵,使物质不断地在管道里循环。管道上面的部分有一个狭窄的小孔,减慢了外露管道之中物质的流速,当中的物质因而受到很大的压力。物质在这个范围沸点上升,由气体变成液体,把潜热释放出来。当物质通过小孔进入电冰箱的内部时,压力会减少了许多,沸点回复到先前较低的水平,物质便由液态转变为气,要吸热。