Вам не нужна степень по физике, чтобы понять, почему холодильники сохраняют еду холодной. Нужно лишь осознать, что охлаждение — это по сути передача тепла. В частности, оно делает предметы холоднее на ощупь, отнимая у них энергию. Давайте рассмотрим базовый механизм работы хладагентов.
Возьмите жаропрочную стеклянную миску и наполните её водой. Вам также понадобится термометр, способный измерять температуру до 450°F (232°C). Поместите термометр в воду и поставьте миску в духовку, разогретую до 400°F (204°C).
Давайте посмотрим, что произойдет. Вода нагревается до 212°F (100°C), а затем начинает кипеть. Хотя температура воздуха в духовке составляет 400°F (204°C), температура воды остается на уровне 212°F (100°C). Она не будет нагреваться дальше, пока не испарится последняя капля. Только тогда температура пустой миски начнет расти, пока не сравняется с температурой духовки.
Представьте себе так. Представьте инопланетянина по имени Макс, который комфортно чувствует себя в духовке при температуре 400°F (204°C). Для Макса температура в духовке является комнатной. Теперь представьте, что рядом с ним стоит миска с кипящей водой при температуре 212°F (100°C). Кипящая вода кажется Максу очень холодной. Она на 188°F (104°C) холоднее его обычных условий обитания.
Именно так мы воспринимаем экстремальный холод. Мы чувствуем себя комфортно при 70°F (21°C). Жидкий азот кипит при -320°F (-196°C). Если вы поставите кувшин с жидким азотом на свою кухонную столешницу, он будет ощущаться как кусок льда. В этом нет магии. Это просто большая разница температур по сравнению с зоной нашего комфорта.
Объяснение цикла охлаждения
Современные холодильники используют замкнутые контуры. Один и тот же хладагент используется снова и снова. Вы можете воспроизвести этот цикл с помощью Макса и его миски с водой. Вот пошаговый процесс:
- Нагрейте воду до кипения. Вода в духовке кипит при 212°F (100°C) и превращается в пар при 400°F (204°C). Макс собирает этот пар в мешок.
- Сжатие пара. Пар под максимальным давлением поступает в стальной контейнер. Давление возрастает. При повышении давления растет и температура. Пар внутри бака достигает 800°F (427°C). Для Макса, привыкшего к температуре 400°F (204°C), бак кажется очень горячим.
- Отвод тепла. Поместите стальной контейнер в духовку, разогретую до 400°F (204°C). Избыточное тепло рассеивается в воздух духовки. Температура возвращается к 400°F (204°C). Пар под высоким давлением конденсируется обратно в сжиженную воду под давлением.
- Расширение жидкости. Макс выпускает воду из сосуда под давлением в котел. Давление падает. Вода немедленно начинает кипеть снова, и температура возвращается к 212°F (100°C).
Повторяйте эти четыре шага, и у вас получится работающий холодильник. Так называемый «холод» на самом деле является теплом, отведенным изнутри холодильника и выбрасываемым на кухню.
Почему важна высота
Если вы живете на уровне моря, температура кипения воды составляет 212°F (100°C). Однако в горных районах атмосферное давление ниже. Температура кипения падает примерно до 190–200°F (88–93°C).
Именно поэтому инструкции по приготовлению макарон на коробках часто говорят: «варить дольше на больших высотах». Поскольку вода холоднее, требуется больше времени, чтобы передать пище достаточно тепла. Тот же принцип давления применяется и к охлаждению. Чем ниже давление, тем ниже температура кипения. Это и есть главный секрет. Когда вы снижаете давление, жидкость становится холоднее.
