Giống như mọi thứ khác trong vũ trụ của chúng ta, tủ lạnh phải tuân theo một định luật vật lý cơ bản gọi là bảo toàn năng lượng.Ý chính là bạn không thể tạo ra năng lượng từ hư vô hoặc làm cho năng lượng tan biến thành không khí mỏng: bạn chỉ có thể chuyển đổi năng lượng thành các dạng khác.Điều này có một số ý nghĩa rất quan trọng đối với người sử dụng tủ lạnh.
Đầu tiên, nó phá vỡ quan niệm sai lầm rằng bạn có thể làm mát căn bếp của mình bằng cách để cửa tủ lạnh mở.Không đúng!Như chúng ta vừa thấy, tủ lạnh hoạt động bằng cách “hút” nhiệt từ tủ làm lạnh bằng chất lỏng làm mát, sau đó bơm chất lỏng ra bên ngoài tủ, nơi nó giải phóng nhiệt.Vì vậy, theo lý thuyết, nếu bạn loại bỏ một lượng nhiệt nhất định từ bên trong tủ lạnh, thì lượng nhiệt chính xác tương tự sẽ xuất hiện trở lại khi nhiệt tỏa ra xung quanh mặt sau (trong thực tế, bạn tỏa ra nhiều nhiệt hơn một chút vì động cơ hoạt động không hoàn hảo và nó cũng tỏa ra nhiệt).Để cửa mở và bạn chỉ đơn giản là di chuyển năng lượng nhiệt từ phần này sang phần khác của nhà bếp.
Định luật bảo toàn năng lượng cũng giải thích tại sao phải mất nhiều thời gian để làm mát hoặc đông lạnh thực phẩm trong tủ lạnh hoặc tủ đá.Thức ăn chứa nhiều nước, được làm từ các phân tử rất nhẹ (hydro và oxy là hai trong số các nguyên tử nhẹ nhất).Ngay cả một lượng nhỏ chất lỏng gốc nước (hoặc thực phẩm) cũng chứa mộtto lớnsố phân tử, mỗi phân tử lấy năng lượng để nóng lên hoặc hạ nhiệt.Đó là lý do tại sao phải mất vài phút để đun sôi thậm chí một hoặc hai cốc nước: có nhiều phân tử cần đun nóng hơn so với khi bạn cố gắng đun sôi thứ gì đó như cốc sắt nóng chảy hoặc kim loại chì.Điều tương tự cũng áp dụng cho việc làm mát: cần có năng lượng và thời gian để loại bỏ nhiệt khỏi chất lỏng dạng nước như nước trái cây hoặc thực phẩm.Đó là lý do tại sao quá trình đông lạnh hoặc làm mát thực phẩm lại mất nhiều thời gian như vậy.Không phải là tủ lạnh hoặc tủ đông của bạn không hiệu quả: đơn giản là bạn cần thêm hoặc bớt một lượng lớn năng lượng để làm cho những thứ có nước thay đổi nhiệt độ của chúng hơn một vài độ.
Hãy thử đưa ra một số con số sơ bộ cho tất cả những điều này.Lượng năng lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ của nước được gọi là nhiệt dung riêng của nó, và nó là 4200 joules/kg/độ C.Điều đó có nghĩa là bạn cần sử dụng 4200 joules năng lượng để làm nóng hoặc làm mát một kg nước ở một độ (hoặc 8400 joules cho hai kg).Vì vậy, nếu bạn muốn đóng băng một lít nước (nặng 1kg) từ nhiệt độ phòng 20°C đến -20°C giống như tủ đông, bạn sẽ cần 4200 × 1kg × 40°C, hay 168.000 joules.Nếu ngăn cấp đông của tủ lạnh có thể loại bỏ nhiệt ở công suất 100 watt (100 joules mỗi giây), thì sẽ mất 1680 giây hoặc khoảng nửa giờ.
Bạn có thể thấy rằng cần rất nhiều năng lượng để làm nguội thực phẩm nhiều nước.Và điều đó giải thích tại sao tủ lạnh sử dụng rất nhiều điện.Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, tủ lạnh sử dụng khoảng 7% tổng lượng điện sinh hoạt (tương đương với TV và các thiết bị liên quan, và ít hơn một nửa so với điều hòa không khí, sử dụng con số khổng lồ 17%).
Biểu đồ: Mức tiêu thụ điện trong nhà theo mục đích sử dụng cuối cùng: Tủ lạnh sử dụng 7 phần trăm điện năng sinh hoạt—ít hơn nhiều so với máy điều hòa không khí hoặc hệ thống sưởi ấm.Tủ lạnh gia đình chính sử dụng khoảng 77 phần trăm tổng điện năng làm lạnh, tủ lạnh thứ hai sử dụng 18 phần trăm khác và các thiết bị khác chiếm phần còn lại.Nguồn:Cơ quan quản lý thông tin năng lượng Hoa Kỳ,
Thời gian đăng: Nov-02-2022