轉眼間,已經到了三月下旬,天氣逐漸回暖,萬物復蘇,春天到了。桃花、杏花、迎春花,都爭著搶著綻放,大家也按耐不住踏春出游的心情,朋友圈整日里鮮花盛開,熱鬧非凡。
但是今天,北京又降溫了。甚至還下了點兒雨。
大周末的,難得的踏春賞花的機會被這糟糕的天氣給耽誤了,所以你拿起手機,打開了這篇推送。
但是,請相信,小編不會讓你失望的。
因為又降溫了,所以我們來講講低溫制冷,因為小編在實驗室經常要做低溫實驗,低溫下材料會表現出一些新奇的物性,比如超導。因此我們今天來講講低溫技術。
話不多說,切入正題。
01 熱傳導制冷
提到降溫,我們能想到最直接的辦法或許就是搞個冰塊。沒錯,這也是我們生活中最常用的辦法,比如,一杯冰美式,再比如,冰敷。
那么用冰塊為什么能降溫呢?這就涉及到我們中學學過的熱傳導的概念。
熱的傳遞方式有三種:熱傳導,熱對流和熱輻射。
熱傳導是說溫度不同的兩個物體接觸之后,熱量會從高溫物體流向低溫物體,主要來源于固體中分子原子的振動,比如我們用冰塊降溫,用暖寶寶取暖。
熱對流是氣體或液體中熱量傳遞的主要方式,分為自然對流和強制對流兩種。自發進行的對流過程為自然對流,比如冷熱水的混合;強制對流是由外界作用的對流方式,比如我們用吹風機。
熱輻射是熱量以電磁波的方式傳遞,比如曬太陽,太陽的能量就是以熱輻射的方式傳遞給我們的。
那么問題來了,大熱天的,哪里來的冰塊呢?
最簡單的辦法,就是放在冰箱里凍。我們生活中常用的制冷設備,冰箱和空調,它們的制冷原理是類似的,都是熱力學循環過程。
02 熱力學循環制冷
熱力學中對循環過程的定義為“一個系統從某一平衡狀態出發,經過任意的一系列過程又回到原來的平衡態的整個變化過程,叫做循環過程”。
沿順時針方向進行的循環過程為正循環,熱機進行的是正循環過程,即工作物質從高溫熱源吸收熱量,增加的內能一部分對外做功,一部分通過低溫熱源轉移到外界。
沿逆時針方向進行的過程稱為逆循環,制冷機進行的是逆循環過程,即外界對系統作功,使工作物質從低溫熱源吸收熱量,從而使低溫熱源的溫度降得更低,實現制冷的目的。
(關鍵字:制冷)