Вам не потрібна ступінь фізики, щоб зрозуміти, чому холодильники зберігають їжу холодною. Потрібно лише зрозуміти, що охолодження – це насправді передача тепла. Зокрема, воно робить предмети холоднішими на дотик, забираючи в них енергію. Давайте розглянемо базовий механізм роботи холодоагентів.
Візьміть жароміцну скляну миску та наповніть її водою. Вам також знадобиться термометр, який може вимірювати температуру до 450°F (232°C). Помістіть термометр у воду і поставте миску в духовку, розігріту до 400°F (204°C).
Давайте подивимося, що станеться. Вода нагрівається до 212°F (100°C), потім починає кипіти. Хоча температура повітря в духовці становить 400°F (204°C), температура води залишається на рівні 212°F (100°C). Вона не нагріватиметься далі, поки не випарується остання крапля. Тільки тоді температура порожньої миски почне зростати, доки не зрівняється з температурою духовки.
Уявіть собі так. Уявіть інопланетянина на ім’я Макс, який комфортно почувається в духовці за температури 400°F (204°C). Для Макса температура в духовці кімнатна. Тепер уявіть, що поруч із ним стоїть миска з окропом при температурі 212°F (100°C). Кипляча вода здається Максу дуже холодною. Вона на 188°F (104°C) холодніша за його звичайні умови проживання.
Саме так ми сприймаємо екстремальний холод. Ми відчуваємо себе комфортно у 70°F (21°C). Рідкий азот кипить при -320°F (-196°C). Якщо ви поставите глечик з рідким азотом на свою кухонну стільницю, він відчуватиметься як шматок льоду. У цьому немає магії. Це просто велика різниця температур порівняно із зоною нашого комфорту.
Пояснення циклу охолодження
Сучасні холодильники використовують замкнуті контури. Один і той же холодоагент використовується знову і знову. Ви можете відтворити цей цикл за допомогою Макса та його миски з водою. Ось покроковий процес:
- Нагрійте воду до кипіння. Вода в духовці кипить при 212°F (100°C) і перетворюється на пару при 400°F (204°C). Макс збирає цю пару в мішок.
- Стискання пари. Пара під максимальним тиском надходить у сталевий контейнер. Тиск зростає. У разі підвищення тиску зростає і температура. Пара всередині бака досягає 800°F (427°C). Для Макса, що звикли до температури 400 ° F (204 ° C), бак здається дуже гарячим.
- Відведення тепла. Помістіть сталевий контейнер у духовку, розігріту до 400°F (204°C). Надмірне тепло розсіюється в повітря духовки. Температура повертається до 400°F (204°C). Пара під високим тиском конденсується назад у зріджену воду під тиском.
- Розширення рідини. Макс випускає воду з посудини під тиском у котел. Тиск падає. Вода негайно починає кипіти знову, і температура повертається до 212°F (100°C).
Повторюйте ці чотири кроки, і у вас вийде холодильник. Так званий «холод» насправді є теплом, відведеним зсередини холодильника і викидається на кухню.
Чому важлива висота
Якщо ви живете на рівні моря, температура кипіння води становить 212°F (100°C). Однак у гірських районах атмосферний тиск нижчий. Температура кипіння знижується приблизно до 190–200°F (88–93°C).
Саме тому інструкції з приготування макаронів на коробках часто кажуть: варити довше на великих висотах. Оскільки вода холодніша, потрібно більше часу, щоб передати їжі достатньо тепла. Той самий принцип тиску застосовується і до охолодження. Чим нижчий тиск, тим нижча температура кипіння. Це головний секрет. Коли ви знижуєте тиск, рідина стає холоднішою.
