Sie brauchen kein Physikstudium, um zu verstehen, warum Kühlschränke Lebensmittel kalt halten. Sie müssen verstehen, dass es beim Kühlen eigentlich nur um die Übertragung von Wärme geht. Insbesondere sorgt es dafür, dass sich die Dinge kälter anfühlen, indem Energie entzogen wird. Schauen wir uns den grundlegenden Mechanismus von Kältemitteln an.
Nehmen Sie eine ofenfeste Glasschüssel und füllen Sie diese mit Wasser. Sie benötigen außerdem ein Thermometer, das bis zu 450 °F messen kann. Legen Sie das Thermometer ins Wasser und stellen Sie die Schüssel in den Ofen, um 400 °F zu erreichen.
Mal sehen, was passiert. Das Wasser wird auf 212°F erhitzt. Dann fängt es an zu kochen. Obwohl die Ofenlufttemperatur 400 °F beträgt, bleibt die Wassertemperatur bei 212 °F. Erst wenn der letzte Tropfen verdunstet ist, wird es heiß. Erst dann steigt die Temperatur der leeren Schüssel, bis sie mit der Temperatur des Backofens vergleichbar ist.
Stellen Sie es sich so vor. Stellen Sie sich einen Außerirdischen namens Max vor, der bequem in einem 400 Grad Fahrenheit heißen Ofen lebt. Bei Max ist die Ofentemperatur Raumtemperatur. Stellen Sie sich nun vor, dass neben ihm eine Schüssel mit kochendem Wasser mit einer Temperatur von 212 °F steht. Kochendes Wasser fühlt sich für Max sehr kalt an. 188 Grad kühler als seine normale Umgebung.
Genau so erleben wir extreme Kälte. Bei 21 °C fühlen wir uns wohl. Flüssiger Stickstoff siedet bei -320 °F. Wenn Sie einen Krug mit flüssigem Stickstoff auf Ihren Küchentisch stellen, fühlt er sich an wie ein Eisblock. Das ist keine Zauberei. Es ist einfach ein großer Temperaturunterschied zu unserer Komfortzone.
Erläuterung des Kühlkreislaufs
Moderne Kühlschränke nutzen geschlossene Kreisläufe. Verwenden Sie immer wieder das gleiche Kältemittel. Sie können diesen Zyklus mit Max und seinem Wassernapf nachahmen. Hier ist der Schritt-für-Schritt-Prozess:
1.** Das Wasser zum Kochen bringen. ** Wasser im Ofen kocht bei 212 °F und verwandelt sich bei 400 °F in Dampf. Max sammelt diesen Dampf in einem Beutel.
2.
** Komprimierter Dampf. ** Mit maximalem Druck in den Stahlbehälter dampfen. Der Druck steigt. Wenn der Druck steigt, steigt auch die Temperatur. Der Dampf im Tank erreicht eine Temperatur von 800 °F. Für Max, der an Temperaturen von 400 Grad Fahrenheit gewöhnt ist, fühlte sich der Tank sehr heiß an.
3.
** Lassen Sie die Hitze ab. **Stellen Sie den Stahlbehälter in den 400 °F heißen Ofen. Leitet überschüssige Wärme an die Ofenluft ab. Die Temperaturen steigen wieder auf 400 Grad. Der Hochdruckdampf kondensiert wieder zu unter Druck stehendem flüssigem Wasser.
4.
** Dehnt Flüssigkeit aus. ** Max gibt Wasser aus dem Druckbehälter in den Kessel ab. Der Druck sinkt. Das Wasser beginnt sofort wieder zu kochen und die Temperatur erreicht wieder 212°F.
Wiederholen Sie diese vier Schritte und Sie erhalten einen funktionierenden Kühlschrank. Bei der sogenannten „Kälte“ handelt es sich tatsächlich um Wärme, die dem Kühlschrank entzogen und in die Küche geleitet wird.
Warum Größe wichtig ist
Wenn Sie auf Meereshöhe leben, liegt der Siedepunkt von Wasser bei 212 °F. In Berggebieten ist der Luftdruck jedoch niedriger. Der Siedepunkt sinkt auf etwa 190-200°F.
Aus diesem Grund steht in den Kochanweisungen auf Nudelkartons oft „In höheren Lagen länger kochen“. Da das Wasser kalt ist, dauert es länger, bis ausreichend Wärme an die Lebensmittel übertragen wird. Beim Kühlen gilt das gleiche Druckprinzip. Je niedriger der Druck, desto niedriger ist der Siedepunkt. Das ist der Kerntrick. Wenn Sie den Druck senken, wird die Flüssigkeit kälter.
