Як і все інше в нашому Всесвіті, холодильники повинні підкорятися фундаментальному закону фізики, який називається збереженням енергії.Суть полягає в тому, що ви не можете створити енергію з нічого або змусити енергію зникнути в повітрі: ви можете лише перетворити енергію в інші форми.Це має деякі дуже важливі наслідки для користувачів холодильників.
По-перше, це розвіює міф про те, що ви можете охолодити кухню, залишивши дверцята холодильника відкритими.Неправда!Як ми щойно бачили, холодильник працює, «всмоктуючи» тепло з холодильної шафи за допомогою охолоджувальної рідини, а потім викачуючи рідину за межі шафи, де вона віддає своє тепло.Отже, якщо ви видаляєте певну кількість тепла зсередини холодильника, теоретично, точно така ж кількість тепла знову з’являється у вигляді тепла навколо задньої панелі (на практиці ви отримуєте трохи більше тепла, оскільки двигун не є ідеально ефективним і також віддає тепло).Залиште двері відкритими, і ви просто перенесете теплову енергію з однієї частини вашої кухні в іншу.
Закон збереження енергії також пояснює, чому так довго потрібно охолоджувати або заморожувати їжу в холодильнику чи морозильній камері.Їжа містить багато води, яка складається з дуже легких молекул (водень і кисень є двома найлегшими атомами).Навіть невелика кількість рідини на водній основі (або їжі) містить aвеличезнийкількість молекул, кожна з яких потребує енергії для нагрівання або охолодження.Ось чому потрібно кілька хвилин, щоб закип’ятити навіть одну-дві чашки води: потрібно нагріти набагато більше молекул, ніж якби ви намагалися закип’ятити щось на зразок чашки розплавленого заліза чи свинцю.Те саме стосується охолодження: для видалення тепла з водянистих рідин, таких як фруктовий сік або їжа, потрібні енергія та час.Ось чому заморожування або охолодження їжі займає так багато часу.Справа не в тому, що ваш холодильник або морозильна камера неефективні: просто вам потрібно додати або видалити велику кількість енергії, щоб змусити водянисті речі змінити свою температуру більш ніж на кілька градусів.
Давайте спробуємо навести кілька приблизних цифр для всього цього.Кількість енергії, необхідна для зміни температури води, називається її питомою теплоємністю і становить 4200 джоулів на кілограм на градус Цельсія.Це означає, що вам потрібно витратити 4200 джоулів енергії, щоб нагріти або охолодити кілограм води на один градус (або 8400 джоулів на два кілограми).Отже, якщо ви хочете заморозити літрову пляшку води (вагою 1 кг) від кімнатної температури 20°C до температури, як у морозильній камері, –20°C, вам знадобиться 4200 × 1 кг × 40 °C, або 168 000 джоулів.Якщо морозильна камера вашого холодильника може відводити тепло з потужністю 100 Вт (100 джоулів на секунду), це займе 1680 секунд або приблизно півгодини.
Ви бачите, що для охолодження водянистих продуктів потрібно багато енергії.А це, у свою чергу, пояснює, чому холодильники споживають так багато електроенергії.За даними Управління енергетичної інформації США, холодильники споживають близько 7 відсотків усієї побутової електроенергії (приблизно стільки ж, скільки телевізори та пов’язані з ними прилади, і менше ніж вдвічі менше, ніж кондиціонери, які споживають цілих 17 відсотків).
Діаграма. Споживання домашньої електроенергії за кінцевим використанням. Холодильники споживають 7 відсотків побутової електроенергії — набагато менше, ніж кондиціонери чи системи опалення.Головні домашні холодильники споживають близько 77 відсотків загальної холодильної електроенергії, другі холодильники споживають ще 18 відсотків, а інші блоки складають решту.Джерело:Адміністрація енергетичної інформації США,
Час публікації: 02 листопада 2022 р