یخچال یکی از اساسی‌ترین کالاهای موجود در هر خانه و آشپزخانه به‌حساب می‌آیند. سلامت و طول عمر مواد غذایی موجود در هر خانه به فعالیت یخچال موجود در آن خانه بستگی دارد. یخچال‌ها در ابعاد و طرح‌های مختلف باعث خنگ‌سازی مواد غذایی و نوشیدنی‌ها شده و فضای داخلی با دمای پایین دارند. در ادامه می‌خواهیم به شیوه‌ی خنک‌سازی مواد توسط یخچال‌ها و به عبارتی دیگر به شیوه ی عملکرد این وسایل اشاره کنیم.
شیوه‌ی خنک‌سازی مواد در یخچال
در هر یخچال یک مایع تحت عنوان مایع مبرد وجود دارد که بین اجزای اصلی یخچال در گردش است. این مایع وقتی به گردش در آمده و میان اجزای حیاتی یخچال به جریان می‌افتد، در طول مسیر به دماها و فشارهای مختلفی رسیده و گاهی به حالت بخار درآمده و دوباره در ادامه به همان حالت مایع تبدیل می‌شود. تغییر فاز مایع مبرد از حالت مایع به بخار و تغییر آن و رسیدننش به حالت اولیه باعث جابه‌جایی گرما در فضای داخلی یخچال و در نتیجه خنک‌سازی مواد داخل آن می‌شود.
یخچال یک چرخه‌ی ترمودینامیکی است
در مباحث علمی، چرخه‌ی ترمودینامیکی به فعالیت مجموعه‌ای از احزا می گویند که ماده‌ای میان آن‌ها در جریان است و این ماده در طول این چرخه به حالت‌های مختلف درآمده و در نهایت در انتهای چرخه به همان حالت ترمودینامیکی (همان دما و فشار) اولیه باز می‌گردد. در واقع یک چرخه‌ی ترمودینامیکی سیکلی بسته و تکرارشونده است که ماده یا موادی را به جریان در آورده، آن را به دماها و فشارها و حتی حالت‌های فیزیکی مختلف در آورده و در انتها باز به همان حالت اولیه باز می‌گرداند.
اجزای تشکیل‌دهنده‌ی یک یخچال
چهار عضو مهم چرخه‌ای که در داخل یخچال مایع مبرد را به جریان انداخته و در نهایت آن را به حالت اولیه برمی گرداند، عبارت‌اند از کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور. همه‌ی یخچال‌ها به منظور خنک‌سازی مواد و کاهش دما حتماً از این چهار جز تشکیل شده‌اند.
کمپرسور حیاتی‌ترین و اصلی‌ترین جز تشکیل‌دهنده‌ی چرخه‌ی یخچال و به نوعی در حکم قلب تپنده‌ی یخچال است. این کمپرسور است که چرخه‌ی ترمودینامیکی یخچال را راه می‌اندازد. کمپرسور با افزایش فشار و دمای مایع مبرد چرخه را به راه انداخته و آن را برای ورود به مرحله‌ی بعد اماده می‌سازد.
عضور مهم دیگر کندانسور است که گرمای مبرد را به محیط بیرون منتقل کرده و آن را به دوباره به حالت مایع در می‌آورد.
وقتی ماده‌ی مبرد وارد شیر انبساط شده و در آن‌جا فشارش کاهش پیدا می‌کند تا به گاز تبدیل شود. لازم به ذکر است که وقتی یک مایع، فشارش کاهش پیدا می‌کند، به حالت گاز در می‌آید. در واقع دو راه عمده برای تبدیل یک مایع به گاز وجود دارد. یکی این‌که دمای مایع افزایش پیدا کند و راه دوم، کاهش فشار آن یا تغییرات هم‌زمان دما و فشار است. اگر فشار کایع کاهش پیدا کند، مولکول‌های آن می‌توانند رفتار آزادانه‌ای داشته باشند و راحت‌تر در فضا جابه‌جا شوند. به عبارت دیگر، با کاهش فشار یک مایع، پیوندهای مولکولی میان مولکول‌های آب سست شده و آن‌ها نسبت به هم رهاتر از حالت مایع رفتار کرده و تا حد زیادی از هم جدا می‌شوند و به حالت گاز در می‌آیند.
گاز خروجی از شیر انبساط در لوله‌های اواپراتور حرکت کرده و گرمای محیط را به خود جذب می‌کند و از این طریق هوای فشای داخل یخچال را سرد می‌سازد.
ویژگی‌های ماده‌ی مبرد
ماده‌ای که از آن به‌عنوان مبرد در چرخه‌ی یخچال استفاده می‌شود، باید غیرسمی و اشتعال‌ناپذیر باشد. هم‌چنین باید به لحاظ ویژگی های فیزیکی، خورنده نباشد تا به بدنه‌ی چرخه‌ای که در بالا تشریح شد، آسیب نرساند.
نظرات کاربران