一、人工製冷及其應用
(一)人工製冷
冷和熱是兩個相對的概念,隻表明物體溫度的高低,沒有本質的區別。
①製冷使被冷卻物體達到低於周圍介質(水或空氣)的溫度,並保持這個低溫的過程。
實現製冷有兩種途徑。即天然製冷和人工製冷。
②人工製冷借助於一套專用裝置,消耗一定的外界能量,迫使熱量從溫度較低的被冷卻物體,轉移到溫度較高的周圍介質(水或空氣),從而使被冷卻物體的溫度降低到所需要的溫度,並保持這個低溫。
實現人工製冷的專用裝置,即製冷裝置。
③製冷技術研究低溫的產生、應用、以及各種物質在低溫條件下發生的物理、化學和生物學等方麵變化的一門科學。製冷技術是現代科學的一個重要分支,應用範圍十分廣泛。
人工製冷根據其製取溫度的不同可分為:
普冷——製取的溫度高於-100℃。
深冷——製取的溫度在-100℃~-200℃之間,
超低溫——製取的溫度低於-200℃。
(二)人工製冷的方法主要有三種:
①利用物質在集態變化時(如融化、汽化、沸騰等)的吸熱效應實現製冷。
這種方法目前應用得最廣泛,稱為蒸汽製冷。它又可分為蒸汽壓縮式、蒸汽噴射式和蒸汽吸收式三種。其中以蒸汽壓縮式製冷裝置應用最為普遍。
②利用氣體膨脹產生冷效應實現製冷。
③利用半導體的溫差電效應實現製冷。
(三)人工製冷的應用
①冷凍,冷藏這是人工製冷應用的最主要方麵。隨著科學技術和工農業生產的不斷發展,人民生活水平的不斷提高,人工製冷裝置已成為人們生產和生活中不可缺少的重要設備之一。冷凍、冷藏設備已廣泛應用於各行各業。
②空氣調節這也是人工製冷應用的一個重要方麵。其目的是用人工創造一個舒適的氣候條件,使室內空氣的溫度、相對濕度、潔淨度和流動速度都保持在一定的範圍內。
此外,人工製冷還廣泛應用於現代化國防工業以及科學研究等需要創造的低溫環境等。