16 มิ.ย. 2020 เวลา 05:38 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
หนาวสุดๆแบบรัสเซียอย่างนี้ก็ไม่ต้องใช้ตู้เย็นแช่อาหารสดสิ? (ตอนจบ)
ต่อจากตอนที่แล้ว ซึ่งเราได้ข้อสรุปแล้วว่าเราจะเอาเนื้อสัตว์ไปแช่เย็นตรงช่องว่างระหว่างหน้าต่างไม่ได้ ดังนั้นเพื่อเป็นการรักษาคุณภาพของสดไม่ให้เสีย เราก็ต้องใช้ อุปกรณ์ทำความเย็น หรือ เรารู้จักกันมานานว่ามันคือ “ตู้เย็น” นั่นเองค่ะ
แล้วตู้เย็นเกี่ยวข้องกับกฏของอุณหพลศาสตร์อย่างไร?
จากหลักการอนุรักษ์ความร้อนที่ว่า “ความร้อนจะไหลจากแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าด้วยตัวเองเสมอ” ซึ่งสอดคล้องกับถ้อยแถลงของนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ชื่อ รูดอล์ฟ เจ อี เคลาซิอุส (Rudolph J.E. Clausius, 1822-1888) ที่กล่าวไว้ว่า “กระบวนการใดที่แสดงผลลัพธ์เดี่ยวเป็นความร้อนที่ไหลออกจากระบบหนึ่งที่อุณหภูมิหนึ่งและความร้อนจำนวนเดียวกันไหลเข้าไปสู่ระบบที่สองที่อุณหภูมิสูงกว่าเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นไม่ได้”
แต่เครื่องทำความเย็น เช่น ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ สามารถทำได้โดยต้องอาศัยการป้อน “งานกล” ให้กับมัน
หลักการทำงานของตู้เย็นหรือเครื่องทำความเย็น โดยทั่วไป คือ นำความร้อนจากแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปปล่อยออกในที่ๆมีอุณหภูมิสูงกว่า โดยที่เราต้องป้อน “งาน” ให้กับมัน ในที่นี้เราจะใช้ “ของเหลวเย็น” ในการดูดกลืนความร้อนของวัตถุใดๆในตู้เย็นแล้วปล่อยออกสู่ภายนอกตู้เย็นโดยการช่วยเหลือของ “คอนเดนเซอร์ (condensor)”
การทำงานของตู้เย็น
ทำอย่างไรให้เกิด “ของเหลวเย็น” ตลอดเวลา การจะทำให้เกิด “ของเหลวเย็น” ตลอดเวลานั้นจะต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า “trottering device” มีลักษณะเป็นท่อต่อเข้ากับคอมเพรสเซอร์และ “คอนเดนเซอร์ (condenser)” โดยคอมเพรสเซอร์จะทำหน้าที่แปลงไอความดันต่ำจาก”ตัวทำไอ (evaporator)” ให้เป็นไอความดันสูงแล้วส่งต่อให้คอนเดนเซอร์ (คอนเดนส์ คือ “การทำให้แน่น”) ไอความดันสูงให้เป็นของเหลวความดันสูงซึ่งมีอุณหภูมิสูงด้วย
แต่เนื่องจากเราต้องการ “ของเหลวเย็น” เราจึงต้องใช้ trottering device ทำให้ของเหลวนี้มีอุณหภูมิต่ำซึ่งผลที่ได้ก็คือ ของเหลวนี้มีอุณหภูมิที่ต่ำลงหรือเป็นของเหลวเย็นนั่นเอง
เพื่อนๆเคยสังเกตหรือไม่ว่า “คอนเดนเซอร์” นั้นอยู่บริเวณใดของตู้เย็น อุปกรณ์ที่สำคัญในการช่วยให้มีการถ่ายเทความร้อนออกจากภายในตู้เย็นนี้ จะอยู่ที่บริเวณแผงหลังของตู้เย็นนั่นเองค่ะ
1
นอกจากนี้หลักการทำงานของ “ตัวทำของเหลวเย็น หรือ trottering device” ก็น่าสนใจไม่แพ้กัน เพราะหลักการทำงานของมันสามารถอธิบายการเปลี่ยนสถานะของแก๊สให้เป็นของเหลวได้ ยกตัวอย่างเช่น การทำไนโตรเจนเหลว เป็นต้น
ไนโตรเจนเหลวนี้ เราค่อนข้างคุ้นเคยกับมันมากๆตอนสมัยที่เราเรียนที่รัสเซีย จากที่ไม่เคยรู้จักมันมาก่อน พอไปเรียนรัสเซีย (โดยเฉพาะตอนป.โท ป.เอก) ใช้ไนโตรเจนเหลวทุกวัน ไว้มาโม้ให้ฟังในตอนต่อๆไปนะคะ
โฆษณา