Hvernig og hvers vegna er hægt að hita eldhúsið með ísskápnum?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig og hvers vegna er hægt að hita eldhúsið með ísskápnum?
Það kemur engum á óvart að bakaraofn sem kveikt er á hitar herbergið sem hann stendur í um leið og maturinn bakast. Hins vegar kann að virðast einkennilegt að ísskápur geti hitað upp eldhúsið, og það jafnvel þótt skápurinn standi opinn!

Til að skilja ástæðuna fyrir þessu þarf að hugsa um varma sem orku og kulda sem skort á orku. Ofninn myndar varma en ísskápurinn getur ekki beinlínis myndað kulda. Hann færir hins vegar varma eða orku frá einum stað til annars. Þegar varminn er tekinn frá matnum í ísskápnum þannig að hann kólnar, endar sá varmi í eldhúsinu, með óhjákvæmilegri viðbót. Eðlisfræðingar kalla svona kerfi varmadælu.

Í ísskápum, frystikistum og öðrum kælivélum er yfirleitt vökvi sem hefur lægra suðumark en hitastigið (kuldinn) sem við viljum ná. Ef við viljum til dæmis ná kælingu niður í -18 Celsíusstig, þurfum við að nota vökva sem sýður við lægri hita en það. Slíkt efni er þá gas við venjulegar aðstæður og þéttist ekki fyrr en hitinn er kominn niður fyrir þetta mark.

Kæliefnið er í vökvaformi (vökvaham) þegar það kemur í málmhylki sem gefur varmaleiðandi snertingu við hólfið sem kæla skal. Það kemur í meira rými með minni þrýstingi en það var áður og gufar því upp. Við það dregur það til sín varma úr matnum í kælihólfinu. Dælan þrýstir gasinu inn í hlykkjóttu leiðslurnar sem eru venjulega aftan á ísskápnum. Þar er meiri þrýstingur, gasið þéttist og gefur frá sér varma sem loftið í eldhúsinu flytur burt með varmaburði.

Kæliskápar hita eldhúsið þótt að þeir séu opnir!

Í rannsóknastofum nútímans kæla menn efni miklu meira en í venjulegri frystikistu, eða allt niður undir alkul sem kallað er, eða 273 stiga frost. Við slíkan hita, eða öllu heldur kulda, hafa nær allar hreyfingar stöðvast í sameindum efnisins og lægri hiti er ekki til.

Til að knýja hringrás kæliefnisins er yfirleitt notuð dæla sem er rafknúin á venjulegum ísskápum. Dælan tekur til sín orku frá rafveitunni og breytir henni í vinnu þegar hlutar hennar hreyfast. Þessi vinna breytist síðan í varma sem leggst við varmann sem kom frá matnum í ísskápnum.

Til að flytja tiltekið magn af varma frá kaldari stað á heitari stað þarf ákveðna lágmarksvinnu sem er í réttu hlutfalli við hitamuninn milli staðanna og í öfugu hlutfalli við hitastigið miðað við alkul, sem er mælt í einingunni kelvín. Það er þessi vinna sem bætist við varmann sem við drögum úr matnum í ísskápnum og summan breytist síðan í varma utan ísskápsins. Þetta er meginástæðan til þess að hjá því verður ekki komist að ísskápurinn hiti eldhúsið.

Kæliskápum nútímans er stjórnað með hitastilli (thermostat) sem nemur hitann inni í skápnum og setur dæluna í gang ef hitinn er of hár. Ef skápurinn er opinn er hitinn næstum alltaf of hár og dælan þarf því að ganga stöðugt. Um leið sér hún sjálf til þess að alltaf er nokkur munur á hita inni í skápnum og þar sem hún skilar varmanum fyrir utan skápinn. Dælan þarf því að skila vinnu sem fyrr, sú vinna endar sem varmi og loftið í eldhúsinu hitnar.

Því má bæta við að kæliskápur eða frystikista þarf þeim mun meiri orku frá rafveitunni sem hitamismunurinn er meiri milli kælihólfs og umhverfis. Þess vegna er til dæmis hagkvæmt að hafa frystikistu á köldum stað.

Í bók Guðmundar Arnlaugssonar, Hvers vegna? - Vegna þess! (Reykjavík: Menningarsjóður, 1956-1957) má sjá allnákvæma mynd af því hvernig ísskápurinn vinnur.

Mynd:

Kæliskápur - Sótt 01.06.10...