冷酷到底——为什么不能打开冰箱门给房间降温

本文为本号《改变世界》系列轻科普第七篇，

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01我的命是空调给的

五月下旬了，夏天已经到了。

空调WiFi西瓜，搞起来！

空调发明的故事还是很有趣的。24岁的美国青年卡里尔大学毕业了，去了一家供暖公司。恰好碰见了这么一件事：印刷厂老板抱怨，温度和湿度的变化经常对印刷品的质量造成影响，希望供暖公司能提供解决方案。

领导把这个任务交给了青年才俊卡里尔，年轻人就是思维活跃呀。卡里尔想到，供暖原理是让热水流过导管，如果让冷水流过导管，是不是就可以降温了呢？就根据这个看似单纯的想法，一遍遍实验，2年后，可实用的空调诞生了。

随着技术的不断改进，空调的应用范围越来越广，如今几乎所有场所都安装了空调。有人说，空调的发明使世界的效率提高了40%。

最近，张文宏医生指出，密闭空间里空调造成的空气流动有利于病毒传播，建议人多的时候如果开空调，可以戴口罩，同时要定时开窗通风。

02打开冰箱门为室内降温？

有个小朋友问我，老师，我把冰箱门打开，可以给房间降温吧？

这个问题还是涉及很多知识点（科学原理）的。

首先，是热力学第二定律：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。

自发不行，但，人为就可以了。

然后，是物态变化：液体汽化（蒸发、沸腾）吸热。

所以“下雪不冷化雪冷”，因为化雪时在发生汽化。

再有，是压强对物质沸点的影响：压强越低，沸点越低。

所以“青藏高原上水的沸点低于100摄氏度”。

当然，还有最本质的——能量守恒：能量不能凭空消失或产生，只能发生转移。

有了以上几个知识点，就可以看一下冰箱工作原理图示了。

首先是压缩机，电冰箱需要耗电，说的就是压缩机。它的功能是给气态的制冷剂加压，压强增加把气态压缩成液态。

然后高温状态的液态制冷剂进入冷凝器，冷凝器的作用是散热，因为冷凝器前面是毛细管，起到了“堵塞”作用，导致制冷剂在冷凝器中要待很长时间，可以慢慢地把热量通过冰箱外壳散发到房间里。

接着制冷剂缓慢地通过毛细管进入蒸发器，进入之后压强减小，沸点降低，就会发生急剧地汽化（沸腾），吸收冰箱储物间里的热量。然后汽化之后的制冷剂进入压缩机，再次被压缩。往复循环。

所以我们可以看出，制冷剂给冰箱储物间降温（吸热）的同时，也在给房间升温（放热）。相当于把一个空间（冰箱内）的热量，搬运到另一个空间（冰箱外的房间）。如果把冰箱门打开，两个空间变成了一个，显然起不到制冷的效果了。而且，由于压缩机耗电，根据焦耳定律，要产生电热，所以打开冰箱门非但不能降温，还会使室内温度有所增长。

因此，我们给房间降温用空调。

相信聪明的你已经想到了，与冰箱类似，空调的制冷原理就是“把房间内的热量搬运到房间外”。对了，而且基本原理是一致的。空调的使用，就相当于把整个房间看作一个需要降温的“大号冰箱”。

“可是，老师，空调也可以加热啊”

“把制冷装置反过来运作，从室外吸热然后到室内放热，就可以了”。

03电冰箱简史

制冷的历史十分悠久，公元前2000年的古巴比伦人就知道了用冰块保存食物。

黄海冰版的《隋唐英雄传》里有这么一个片段，二皇子杨广和宇文化及密谋，觉得酷暑难耐，命人取冰块来消暑，这时宇文化及说，“殿下不可，皇上说过王公大臣不允许用冰块消暑，因为那耗费很多民力，现在是关键时期，要处处谨慎”。可见，古代制冷只是少数人的享受。