私たちの宇宙の他のすべてのものと同様に、冷蔵庫はエネルギー保存と呼ばれる基本的な物理法則に従わなければなりません。要点は、ゼロからエネルギーを作成したり、エネルギーを薄い空気に消したりすることはできないということです。エネルギーを他の形に変換することしかできません。これは、冷蔵庫のユーザーにとって非常に重要な意味を持ちます。
まず、冷蔵庫のドアを開けたままにしておくことでキッチンを冷やすことができるという神話が崩れます。違います！これまで見てきたように、冷蔵庫は、冷却液を使用してチラー キャビネットから熱を「吸い上げ」、冷却液をキャビネットの外に送り出し、そこで熱を放出します。したがって、冷蔵庫内から一定量の熱を取り除くと、理論的には、まったく同じ量の熱が背面の周りに再び現れます (実際には、モーターが完全に効率的ではなく、それも放出しているため、放出される熱はわずかに多くなります)熱）。ドアを開けたままにしておくと、キッチンのある部分から別の部分に熱エネルギーが移動するだけです。
エネルギー保存の法則は、冷蔵庫や冷凍庫で食品を冷やしたり凍らせたりするのに時間がかかる理由も説明しています。食品には、非常に軽量な分子 (水素と酸素は最も軽い原子の 2 つです) でできている水が多く含まれています。少量の水ベースの液体 (または食品) にも含まれています。巨大それぞれが加熱または冷却するためにエネルギーを必要とする分子の数。そのため、1 杯か 2 杯の水でも沸騰させるのに数分かかります。1 杯の溶けた鉄や鉛金属のようなものを沸騰させようとする場合よりも、はるかに多くの分子を加熱する必要があります。同じことが冷却にも当てはまります。フルーツ ジュースや食品などの水っぽい液体から熱を取り除くには、エネルギーと時間がかかります。そのため、食品の冷凍や冷却には時間がかかります。冷蔵庫や冷凍庫の効率が悪いわけではありません。水っぽいものの温度を数度以上変化させるには、大量のエネルギーを追加または削除する必要があるだけです。
これらすべてに大まかな数字を当てはめてみましょう。水の温度を変化させるのに必要なエネルギー量は比熱容量と呼ばれ、摂氏 1 度あたり 1 キログラムあたり 4200 ジュールです。これは、1 キログラムの水を 1 度加熱または冷却するには、4200 ジュールのエネルギー (2 キログラムの場合は 8400 ジュール) を使用する必要があることを意味します。したがって、1 リットルのボトル入り飲料水 (重さ 1 kg) を室温 20°C から冷凍庫のような温度 -20°C まで凍らせるには、4200 × 1kg × 40°C、つまり 168,000 ジュールが必要です。冷蔵庫の冷凍庫が 100 ワット (毎秒 100 ジュール) の電力で熱を除去できる場合、1680 秒または約 30 分かかります。
水分の多い食品を冷やすには、多くのエネルギーが必要であることがわかります。これが、冷蔵庫が大量の電力を消費する理由を説明しています。米国エネルギー情報局によると、冷蔵庫は家庭内の全電力の約 7% を使用しています (テレビや関連機器とほぼ同じで、なんと 17% を使用するエアコンの半分以下です)。
チャート: 最終用途別の家庭の電力消費: 冷蔵庫は家庭の電力の 7% を使用します。これは、エアコンや暖房システムよりもはるかに少ないものです。メインの家庭用冷蔵庫は総冷蔵電力の約 77% を使用し、2 台目の冷蔵庫はさらに 18% を使用し、残りは他のユニットが使用します。ソース：米国エネルギー情報局、
投稿時間: 2022 年 11 月 2 日