在我们的现代生活中,假如没有冰箱和空调,大家可以想一想将是什么样子的生活状况,食品、蔬菜、水果没法保鲜、冷藏和运输;在炎热的夏天,人们汗流浃背、煎熬难耐,……老百姓回到了古代艰难的日子。你知道古代皇帝贵族有哪些降温避暑的好方法呢?
1冰窖冰块致冷法:冬季储藏冰块到夏季用。考古发现,我国在周代就有了冰窖;《大清会典》中记录,清代在紫禁城、景山、德胜门外、正阳门外都设有官窖,共计18座,仅紫禁城中的冰窖就可藏冰2.5万块。
2冷水循环法:在唐宋时期,在宫廷中建有专供皇帝避暑用的凉殿,殿中安装了冷水机械传动的制冷设备。用扇轮转摇,产生风力,将冷气传往殿中。同时,还利用机械将冷水送向屋顶,任其沿檐直下,形成人造水帘,即可达到降温避暑的目的。
3人力风扇法:我们在影视剧中经常看到,皇帝的身后总有宫女举着巨大蒲扇,这其实并非杜撰的,而是却有其事,遇到夏日,宫女们会轻轻摇曳蒲扇,让皇帝身体的汗液加快蒸发,蒸发是一个吸热的过程,就起到降温的作用,好几百名手法娴熟的宫女轮番不间断的伺候,而且能很好地把控风力。
如图所示,现在我们的家庭中,冬天有暖气,夏天有空调,室温根据需要可以调,蔬菜可保鲜,食品可冷冻,生活越来越好。这都是科学技术带来的变化。
那么冰箱、空调为什么可以制冷呢?有种物质叫氟利昂,它既容易汽化又容易液化,我们知道物质汽化时要吸收热量,液化时要放出热量。氟利昂就相当于热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面或者把室内的“热”“搬运”到室外。
如图所示,表示出了电冰箱的构造和原理。液态的氟利昂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里汽化、吸热,使冰箱内温度降低。之后,生成的氟利昂蒸气又被压缩机压入冷凝器,在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。空调制冷原理与冰箱一样,只不过是把“热”从室内“搬运”到室外。它们物理原理就是利用汽化吸热液化放热。现在为什么不提倡用氟利昂作制冷剂呢?还要寻找更好替代品呢?我们知道,太阳辐射来的过量紫外线对于地球上的生命是有害的。在距地面20-50km的高层大气中,有一种叫做臭氧的物质,它具有吸收紫外线的功能,这是地球上的生物得以生存和进化的重要条件。传统的冰箱制冷剂——氟里昂,当电冰箱损坏后,就扩散到大气中会破坏臭氧层,对地球的生态环境构成威胁。为了保护人类生存的环境,1987年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《蒙特利尔议定书》。我国在1991年签署了《蒙特利尔议定书》。目前在我国主要使用对臭氧层破坏较小的R134a、R600a等新型制冷剂。 利用汽化吸热的例子还有很多,例如给发烧的人擦涂酒精或水降低体温。蘸65%酒精的手帕点火后完好无损。人在蒸房内大汗淋漓皮肤末被热伤。发射火箭时下面水池的水保护航天设备。对热饭吹气尽快降温等等。
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课后问题
1.空调冰箱的制冷原理是什么? 汽化吸热液化放热
2.大气中的臭氧层能吸收来自太阳光中的紫外线,而制冷剂---氟利昂确能破坏臭氧层。
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