👨‍🏫冷蔵庫とジュールトムソン効果

熱の移動の仕方には対流、放射、伝熱とあるのですが、
今回のように伝熱で移動する場合は
熱は温度が高い方から低い方へと移動します。
これをフーリエの法則といいます。

ジュースが凍るのはジュースの温度の方が
とけた雪よりの温度よりも高いので、
熱はジュースからとけた雪へと移動します。
その結果、ジュースの温度が下がり
ついには氷点以下となって凍ってしまうのです。

冷蔵庫では冷媒にアンモニアなどが使われています。
アンモニアをぎゅーっと圧縮しておいて、
ぱっと開放するとジュール―トムソン効果で
アンモニアが冷えます。

このとき冷蔵庫の野菜の温度の方が
アンモニアの温度より高いので、
熱は冷蔵庫の野菜からアンモニアへと移動します。
その結果、野菜の温度が下がります。
アンモニアの温度は反対に上がります。

開放されてあたたまった
アンモニアをぎゅーっと圧縮すると
ジュール―トムソン効果で
アンモニアがさらに熱くなります。

この熱くなったアンモニアを
冷蔵庫の放熱器に流します。
熱くなったアンモニアの温度の方が
室温より高いので、
熱はアンモニアから室内の空気へと移動します。
「冷蔵庫からは室温より暖かい空気が出ています。・・・・・」
とはこの部分のことです。

冷蔵庫では、この圧縮と開放を繰り返しサイクル運転します。
このサイクルを冷凍サイクルと呼びます。

泉・木島研究室¹⁾

3-1101 泉・木島研究室, 場所.

(1) 3-1101 泉・木島研究室, 場所.

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