Muốn làm lạnh một vật ta phải lấy nhiệt của vật đó ở nhiệt độ thấp để nhiệt độ của vật giảm đến nhiệt độ yêu cầu. Đó là nguyên tắc chung của phương pháp làm lạnh sẽ được trình bày dưới đây.
1. Sử dụng sự giãn nở của chất khí
Chúng ta đã biết nhiệt độ của chất khí luôn tỷ lệ thuận với áp suất của nó. Nếu ta thực hiện quá trình giảm áp suất (giãn nở) sẽ kéo theo sự giảm nhiệt độ, sau đó sẽ thực hiện quá trình nhận nhiệt của vật ở nhiệt độ thấp này. Đây chính là chu trình máy lạnh không khí (môi chất là không khí).Chúng ta được thấy hiện tượng này trong tự nhiên, môi trường nhiệt độ tại Đà Lạt luôn mát là do áp suất không khí tại vùng này thấp, tại sao áp suất khu vực này thấp, do khu vực này có độ cao hơn khu vực đồng bằng, theo ta biết càng lên cao thì áp suất càng giảm.
2. Sử dụng hiệu ứng tiết lưu đoạn nhiệt Joule - Thomson
Chúng ta đã biết chi chất khí hoặc hơi ở nhiệt độ ban đầu nhỏ hơn nhiệt độ chuyển biến pha hơi (cùng áp suất), qua tiết lưu nhiệt độ của chất khí hoặc hơi giảm (có một số điều kiện sẽ tăng). Đây là nguyên lý của máy lạnh hoá lỏng các khí, ví dụ: hóa lỏng Hydro.
3. Sử dụng hiệu ứng điện - nhiệt (hiệu ứng J.Peltier)
Hiệu ứng nói rằng: có dòng điện chạy qua mạch gồm hai dây kim loại hàn hai đầu với nhau thì một đầu mối hàn toả nhiệt, đầu kia hấp thụ nhiệt. Sử dụng hấp thụ nhiệt của một đầu mối hàn ở nhiệt độ thấp để lấy nhiệt của vật cần làm lạnh là nguyên lý của chu trình máy lạnh điện - nhiệt.
Tại hình A, khi cấp 1 nguồn điện vào đầu 2 dây kim loại có tính chất khác nhau, nhiệt độ 2 đầu hàn với nhau giảm xuống. đầu cấp nguồn điện nhiệt độ tăng.
Tại hình B, khi ta cấp một nguồn nhiệt vào đầu kim loại bị hàn, ta thấy đầu còn lại lạnh và có dòng đi qua.
Ứng dùng này được dùng cho các hộp giữ lạnh du lịch mà ta thường dùng.
4. Sử dụng nhiệt chuyển pha ở nhiệt độ thấp
Ta biết rằng áp suất của chất lỏng khi qua van tiết lưu sẽ giảm, điều này kéo theo nhiệt độ sôi tương ứng giảm. Dùng môi chất nhận nhiệt của vật cần làm lạnh để bốc hơi ở nhiệt độ thấp này là nguyên lý của các máy lạnh thông thường (máy lạnh có máy nén, máy lạnh hấp thụ).
KS. Nguyễn Hoàng quốc ấn
Xem thêm. Click here
0 nhận xét:
Đăng nhận xét