人工制冷怎样来实现呢?简单地说,它是利用某些低沸点液体在汽化时能在温度不变下,吸收热量的性质来实现的。
在日常生活中,我们都有这样的经验:当炎热的夏天来临时,屋子里非常热,这时只要在地上洒上一些水,由于水的蒸发,屋内就可凉爽一些。又如在皮肤上擦上一些酒精,酒精很快干了,这时,皮肤上就产生凉快的感觉。这些现象说明,物质在蒸发时要吸收周围物体的热量,而周围物体由于失去热量,本身温度下降,于是收到制冷的效果。例如:常用的制冷剂氟利昂12(代号F-12),在一个大气压力下,其沸腾温度是零下29.8℃。若将钢瓶中的F-12液体喷射到某一物体上(图2-1),我们就会看到,物体表面很快结上一层薄薄的白霜,这就是由于F-12液体在-29.8℃温度下喷到物体表面,立即从那里吸热,沸腾汽化,使物体表面温度迅速下降到接近于-29.8℃的程度,这时,周围空气中的水蒸汽遇着这个低温表面就会在其上凝结成一层白霜。如果我们把这贮有F-12的容器放在保温箱中(图2-2),并少许打开容器口让F-12向箱外喷射。这时,容器内压力下降,于是容器内F-12由于本身温度(开始时等于周围环境温度)超过沸腾温度而开始沸腾。由于F-12在沸腾过程中要吸取热量,故使容器内F-12本身的温度逐渐下降,直至接近一个大气压力下F-12的沸腾温度-29.8℃为止。随着容器壁温度的下降,保温箱内介质的温度亦不断下降。由此可见,利用F-12这种工质的低温沸腾特性是可以实现人工制冷的目的。
利用上述喷射F-12或让F-12在瓶内沸腾的方法来制冷,也同样要消耗能量的,这是指在制取钢并内液态F-12时所耗费的能量。不仅如此,用这种方法制冷,F-12吸热汽化后便散失于大气之中,不能回收循环使用,因此,它是一种极不经济又不实用的制冷方法。