Остановитесь на секунду и подойдите к холодильнику. Откройте дверцу — оттуда веет холодом. Закройте — и через минуту компрессор начинает урчать.
Мы воспринимаем холодильник как должное. Но если вдуматься, это же настоящее чудо! Внутри температура +4°C, снаружи +25°C, и эта штука каким-то образом умудряется выкачивать тепло изнутри наружу, не нарушая законы физики.
Как это работает? Почему холодильник сзади всегда горячий? И почему наши предки хранили еду в ледниках, а не в шкафах с моторчиками? Давайте разбираться.
Холодильник ничего не «делает холодным»
Главный секрет, который нужно понять раз и навсегда: холодильник не создаёт холод. Он просто выкачивает тепло изнутри и выбрасывает его наружу.
Холод — это отсутствие тепла. Как тишина — это отсутствие звука. Вы не можете «добавить тишину» в комнату, вы можете только убрать звуки. Так же и с холодом: вы убираете тепло.
Внутри холодильника есть трубки с жидкостью — хладагентом. Эта жидкость умеет делать две противоположные вещи:
- Когда она испаряется — она забирает тепло (как спирт на коже).
- Когда она сжимается и конденсируется — она отдаёт тепло.
Холодильник гоняет эту жидкость по кругу, заставляя её испаряться внутри (забирать тепло у еды) и сжиматься снаружи (выбрасывать тепло в комнату).
Факт: Именно поэтому задняя стенка холодильника (или чёрная решётка сзади) всегда тёплая или горячая. Это не брак, это выхлопная труба. Холодильник буквально отапливает вашу кухню, пока вы охлаждаете продукты.
Фреон — друг и враг
Главный герой внутри холодильника — хладагент. Долгие годы это был фреон (хладоны).
Фреоны — это семейство газов, которые обладают удивительным свойством: они легко переходят из жидкости в газ и обратно при тех температурах, которые легко создать в домашних условиях. И они не горят, не взрываются и не ядовиты (почти).
Но в 1970-х годах учёные заметили: фреоны, попадая в атмосферу, поднимаются в стратосферу и разрушают озоновый слой . Озон защищает нас от жёсткого ультрафиолета, а фреоны его просто съедают.
В 1987 году страны подписали Монреальский протокол — договор о запрете озоноразрушающих веществ. Это один из самых успешных экологических договоров в истории. Озоновая дыра постепенно затягивается.
Сегодня в холодильниках используют более безопасные хладагенты (изобутан, пропан, аммиак в промышленных). Да, обычный горючий газ, но в герметичной системе он безопасен и не вредит природе.
Почему холодильник надо было размораживать?
Помните старые холодильники, которые надо было размораживать раз в месяц, отковыривая лед от стенок? Современные модели умеют это сами. В чём разница?
Влажный воздух попадает в холодильник каждый раз, когда вы открываете дверцу. Влага конденсируется на самой холодной поверхности — на испарителе (задняя стенка внутри). И замерзает.
В старых холодильниках этот лёд нарастал, ухудшая теплообмен. Холодильник начинал работать сильнее, жрать электричество и всё равно не морозить. Человек приходил с феном или кастрюлей кипятка и отковыривал лёд.
В современных холодильниках есть система No Frost («без инея»). Там стоит вентилятор, который прогоняет воздух через испаритель, спрятанный в стенке. А размораживание происходит автоматически: раз в несколько часов холодильник включает нагреватель, лёд тает, вода стекает в поддон и испаряется от тепла компрессора.
Факт: Система No Frost сушит продукты быстрее обычного холодильника, потому что вентилятор гоняет воздух и влага испаряется. Поэтому в таких холодильниках зелень и овощи лучше хранить в закрытых контейнерах.
Как люди жили без холодильников?
До изобретения холодильника еду хранили по-разному, и многие способы мы используем до сих пор.
Ледники. С древних времён люди вырубали лёд зимой на реках, складывали в глубокие погреба, засыпали опилками и соломой — и лёд мог храниться почти всё лето. В таких ледниках держали молоко, мясо, рыбу. В России ледники использовали вплоть до середины XX века.
Копчение и вяление. Если еду нельзя заморозить, её можно высушить или пропитать дымом. Бактериям нужна вода — без воды они не размножаются.
Соление и квашение. Соль вытягивает воду из бактерий и грибков, они погибают. Квашеная капуста, солёные огурцы — это не просто вкусно, это способ консервации.
Погреба. Даже в тёплое время года под землёй температура держится около +10–15°C. Этого достаточно, чтобы хранить картошку, морковь и яблоки несколько месяцев.
Но настоящий прорыв случился в XIX веке.
Как появился электрический холодильник?
1805 год. Американский изобретатель Оливер Эванс спроектировал первую холодильную машину, работающую на паре . Но построить её не смог.
1834 год. Американский инженер Джейкоб Перкинс построил первую рабочую холодильную машину на эфире . Эфир кипел при комнатной температуре, забирал тепло и охлаждал камеру. Но технология была опасной (эфир огнеопасен) и дорогой.
1856 год. Австралиец Джеймс Харрисон создаёт первый коммерческий холодильник на эфире и начинает перевозить замороженное мясо из Австралии в Англию . Это перевернуло мировую торговлю.
1913 год. Первый электрический холодильник для дома — "DOMELRE" (Domestic Electric Refrigerator) . Но компрессор был в подвале, а холод подавался по трубам.
1918 год. Компания Kelvinator выпускает первый холодильник с автоматическим управлением. Цена — $1000 (как две машины Ford T) .
1927 год. General Electric выпускает "Monitor-Top" — первый массовый холодильник (более миллиона штук). Компрессор был сверху, похож на башню броненосца . Стоил $525 (средняя машина — $600).
И понеслось. К 1930-м годам холодильники стали появляться в каждой американской семье.
Опасный холодильник.
В старых холодильниках часто были механические ручки-защёлки, которые захлопывались герметично. Дети, играя в прятки, иногда забирались внутрь выброшенных холодильников. Дверца захлопывалась — и выбраться наружу было невозможно, потому что открыть защёлку изнутри нельзя.
После серии таких трагедий приняли закон, обязывающий производителей использовать магнитные уплотнители вместо механических защёлок. Магнит держит дверцу закрытой, но если толкнуть её изнутри, усилие ребёнка легко преодолеет магнитное поле.
Факт: Этот закон спас тысячи жизней. По некоторым данным, до его принятия только в США от удушья в старых холодильниках погибало до 20 детей в год .
Честно признаться, когда наша команда разобралась в устройстве холодильника, мы перестали воспринимать его как просто "шкаф с едой". Теперь каждый раз, открывая дверцу, мы понимаем: внутри бушует термодинамическая битва, хладагент испаряется и конденсируется, тепло выкачивается в комнату, а еда остаётся холодной.
И да, если у вас на кухне стоит холодильник, выпущенный после 1995 года, можете спать спокойно — он не вредит озоновому слою. А если вам всё ещё служит верой и правдой старый советский "Минск" — при утилизации лучше вызвать специалистов, чтобы опасный фреон не улетел в небо.
В следующий раз, когда будете завтракать и доставать молоко из холодильника, вспомните: этот агрегат — потомок опасных эфирных машин, переживший войну с озоновым слоем и научившийся размораживаться сам. И он по-прежнему греет вашу кухню, пока вы охлаждаете йогурт.
Если хотите ещё таких историй про обычные вещи, жмите «Подписаться» на «Науку на завтрак». Будем охлаждать и нагревать ваш мозг с пользой!