یخچال فریزر چگونه کار میکند؟ این سوال خیلی از ماهاست که از یخچال فریزر استفاده میکنم. واقعا یخچال فریزر چگونه کار میکند؟ چه اجزایی در کنارهم قرار گرفته اند که نمیگذارند مواد غذایی داخل یخچال فریزر دچار خرابی شود!؟

درنظر بگیرید که ممکن است روزی بخواهید یک ساید بای ساید یا یک فریزر با بهترین کارایی و بهترین قیمت خریداری کنید. میتوانید با خواندن این مقاله یک مزیت رقابتی نسبت به بقیه افراد داشته باشید.

بگذارید با یک مثال شروع کنیم. یک باکس فلزی مواد غذایی را در نظر بگیرید که کمک میکند مواد غذایی ماندگاری بیشتری داشته باشد! تا حالا فکر کرده اید چطور حتی در اوج گرمای تابستان ، داخل آن خنک می ماند؟ علت خرابی مواد غذایی به خاطر وجود باکتری های است که در آن نفوذ میکند. اما باکتری ها در دمای پایین خیلی کمتر امکان رشد دارند. پس هرچه سرما بیشتر باشد، غذاها ماندگاری بیشتری خواهند داشت.

یخچال فریزر یک سیستم با علم هوشمندانه است و میتواند غذاها را سرد نگه دارد.تمام مدتی که یخچالتان دارد سر و صدا میکند در واقع مایع را به گاز تبدیل میکند. آب تبدیل به یخ می شود و غذای شما تر و تازه باقی خواهد ماند.

خب اجازه بدید یک نگاه دقیق تر بندازیم و ببینیم یخچال چگونه کار میکند؟

یک یخچال معمولی خانگی غذا را در دمای تقریبی ۰ تا ۵ درجه سانتی گراد (۳۲ – ۴۱ فارنهایت) نگه داری میکند. فریزرها نیز همین کار را انجام میدهند با این تفاوت که دمای خیلی پایین تری دارند. معمولاً بین ۱۸- تا  ۲۳- درجه سانتی گراد ( ۰ تا ۱۰- فارنهایت)

چگونه چیزهایی که قابل دیدن نیستن را جا به جا کنیم؟

فرض کنید کار امروزتان جابه جایی چند قطعه سنگ است. قطعاً کار دلخواهی نیست. پس میخواهید هرچه زودتر آن را تمام کنید. همان اول نمیتوانید تمام سنگ هارا سریع جابه جا کنید. چون اول خیلی زیاد هستند و دوم خیلی هم سنگین. برای سریع تری شدن کار، باید درهرجابه جایی مقدار زیادی از سنگ ها رو حمل کنید. بهترین وسیله برای این کار چرخ دستی است. سنگ ها را در چرخ دستی بریزید. چرخ را تا محل مورد نظر برده و آنجا خالی کنید. با چند بار جا به جایی میتوانید سنگ ها را کامل انتقال دهید.

انتقال چیزاهایی که قابل دیدن هستند بسیار راحت تر خواهند بود. اما اجازه بدین کار سخت تری را به شما معرفی کنم. این کار خارج کردن گرما از داخل یخچال است تا غذا ها تاز بمانند. چطور میخواهید چیزی که قابل دیدن نیست را جابه جا کنید؟ دیگه نمیتوانید از چرخ دستی استفاده کنید! نه تنها این، بلکه نمیتوانید در یخچال را باز کنید تا گرما داخل به بیرون برود.

ماموریتتان این است که گرما را از ببین ببرید بدون اینکه حتی یک بار درب یخچال را باز کنید. یک راه حال باحال! اگر از دانش گازها سر دربیارید کار سختی نیست.

مقاله طریقه برطرف کردن مشکلات ساید بای ساید را مطاله نمایید.

چطور گرمای داخل یخچال را با استفاده از گاز از بین ببریم ؟

 قبل از اینکه به شما توضیح دهیم که چطور گرمای داخل یخچال را با استفاده از گاز از بین ببرید بگذارید نحوه رفتار گاز ها را با شما در میان بگذاریم. 

اگر حتی یکبار هم لاستیک دوچرخه را باد کرده باشید، متوجه شده اید که تلمه خیلی زود گرم میشود. علتش این است که وقتی گازها متراکم(فشرده) می شوند، گرم خواهند شد. برای اینکه تایر وزن دوچرخه و شما را تحمل کند، باید هوا را با فشار زیاد داخل تایر کنید. تلمبه کردن هوا ( و پمپ کردن آن از این طریق) باعث گرم تر شدنش می شود. اما چرا؟

همانطور که هوا را فشرده میکنید، باید برای تلمبه کردن انرژی بیشتری بگذارید. انرژی تلمبه زدن تبدیل به فشار و دمای بالاتری از هوای اطراف شما خواهد شد. اگر هوا را به نصف حجم آن فشرده کنیم، مولکول های هوا به اندازه نصف حجم، فضای  بیشتری دارند. پس دمای گاز افزایش پیدا میکند.(گرم تر میشود)

” گاز ها وقتی در حجم های کم متراکم می شوند شروع به گرم تر شدن میکنند. زیرا مجبورید موکول های پر انرژی را با زحمت کنار هم قرار دهید. مثلا، وقتی لاستیک دوچرخه را باد میکنید، تلمبه ، هوا را مکیده و آنرا در فضای کمتری فشرده میکند. این نیرو مولکول ها (حباب های قرمز) را مجبور میکند که کنار هم قرار بگیرند و همین امر باعث گرم تر شدن می شود. “

وقتی گازی که در فشار بالا بوده را رها کنیم چه اتفای خواهد افتاد؟ وقتی یک اسپری خوشبو کننده هوا را فشار می دهید، متوجه خواهید شد که اسپری خیلی سرد است. درست برعکس زمانی که قصد داشتید لاستیک دوچرخه را باد کنید ، تلمبه گرم میشد. وقتی گاز آزاد می شود، ناگهان منبسط خواهد شد و حجم خیلی زیادی پیدا میکند. انرژی گرمایی مولکول ها در فضای خیلی بزرگتری تقسیم میشوند. بنابراین دمای گاز کم خواهد شد.(سردتر می شود)

چرخه سرد شدن و گرم شدن

گازها بعد از کمپرس شدن، گرم تر می شوند. اگر منبسط بشوند سردتر خواهند شد. چطور میتوانیم از این قانون ساده فیزیک برای از بین بردن گرمای داخل یخچال استفاده کنیم؟ فرض کنید لوله ای ساخته ایم که بخشی در داخل یخچال و بخشی از آن خارج یخچال است، و کاملاً یکپارچه شده مانند یک حلقه پیوسته است. فرض کنید داخل این لوله را با گاز پر کرده ایم. داخل یخچال، میتوانیم به تدریح این لوله را بازتر کنیم، طوری که گاز منبسط تر و سردتر شود. بیرون یخچال چیزی شبیه به تلمبه دوچره داریم تا گاز ها را فشرده کند و گرما آزاد شود. اگر گاز در این لوله شروع به چرخش کند، وقتی در درون یخچال است منبسط خواهد شد و وقتی بیرون از یخچال خارج می شود فشرده میشود. مرتبا گرما از دورن به بیرون منتقل می شود مانند نوار نقاله گرما.

و اما سورپرایز، این کار رو می شود برای یک یخچال هم انجام داد. جزئیات خیلی زیادی هم وجود دارند که اهمیت چندانی ندارند. داخل یخچال، لوله از طریق یک نازل به نام شیر انبساط بزرگ میشود. همانطور که گاز از آن عبور میکند، به طرز چشمگیری سرد میشود. این قانون علمی به اثر جول-تامسون (ژول-کلوین) معرفه است. دو فیزیکدانی که آن را کشف کردن، جیمز پرسکات ژول (۱۸۱۸-۱۸۸۹) و ویلیام تامسون (لورد کلوین، ۱۸۲۴-۱۹۰۷) .

اگر متوجه شوید که کمپرسور پشت یخچال واقعا یک تلبمه دوچرخه است تعجب میکنید! کمپرسور در واقع یک تلمبه الکتریکی قدرتمند است، سرو صدایی که از یخچال می شنوید بیشتر بخاطر کمپرسور است. کمپرسور به یک صفحه وصل است که به آن کندانسور (شبیه یک رادیاتور کوچک که پشت یخچال است) می گویند. کندانسور گرمای ناخواسته را خارج میکند، نهایتا گازی که دور لوله می چرخد در واقع یک طراحی شیمایی خاص دارد که متناوباً با مایع سرد و گاز گرم تولید میکند. این سیستم شیمیایی را سرد کن یخچال میگویند.

یخچال فریزر چگونه کار میکند؟

به شما میگوییم که یخچال فریزر چگونه کار میکند؟! عکس سمت چپ نشنا میدهد جعبه چیلر چطور کار میکند(جایی که غذاها را آنجا میگذاریم). نقطه چین ها و قسمت صورتی دیواره پشتی و عایق درونی و بیرونی را نشان میدهد. قسمت راست تصویر نشان میدهد که پشت یخچال چه میگذرد، بخش هایی که دیده نمی شود.

۱- سرد کن مایعی است که وارد دریچه انبساط میشود(زرد). همانطور که از این قسمت میگذرد، افت ناگهانی فشار باعث انبساط، سرما و تبدیل شدن به گاز میشود (درست مثل اسپری کردن که مابع تبدیل به گاز میشود).

۲- همانطور که خنک کننده در اطراف جعبه چیلر در حرکت (معمولا در دیواره پشتی با لوله پوشانده شده) گرما را از مواد غذایی گرفته و به بیرون منتقل میکند.

۳- کمپرسور، خنک کننده را فشرده میکند ، دما و فشار را بالا میبرد. در این حالت تبدیل به یگ گاز داغ و با فشار بالا شده است.

۴- خنک کننده در داخل لوله های نازک رایادتوری پشت یخچال جریان دارد و گرمای خودش را به بیرون و سرما را به مایع درونش منتقل میکند.

۵- خنک کننده پشت یخچال در جعبه عایق شده جریان دارد و به سمت دریچه انبساط می رود. این چرخه تکرار می شود.گرما مرتباً از داخل یخچال به بیرون از آن منتقل می شود.

پیشنهاد میکنم ۶ مشکل رایج در یخچال فریزر و ساید بای ساید را مطاله کنید.

چرا سرد شدن مواد غذایی زمان بر است؟

مثل هرچیزی در این جهان، یخچال ها هم از قانون بقای انرژی پیروی میکنند. یعنی اینکه شما نمیتوانید از هیچی انرژی تولید کنید یا انرژی رو ناپدید کنید. فقط میتوانید انرژی ها را به شکل های مختلفی تبدیل کنید. این قانون مفاهیم زیادی برای استفاده کننده های یخچال دارد.

اینکه بخواهیم با باز نگهداشتن درب یخچال آشپزخانه را خنک کنیم غیر ممکن است! همانطور که دیدیم، یخچال با “مکیدن” گرما از قفسه چیلر و با مایع خنک کننده کار میکند. مایع را به بیرون قفسه پمپ میکند، بعد آن را کمپرس میکند تا گرما را به بیرون منتقل کند. پس اگر مقدار معینی گرمای یخچال را خارج کنید، دقیقا به همان مقدار، گرما پشت یخچال تولید خواهد شد. ( در واقع، حرارت بیشتری هم تولید می شود چون خود موتور هم گرما تولید میکند). پس اگر درب یخچال را باز نگه دارید فقط گرما از یک طرف آشپرخانه به طرف دیگری منتقل می شود.

قانون حفظ انرژی هم توضیح میدهد که چرا سرد شدن غذا در یخچال یا فریزر طول می کشد. غذاها حاوی میزان زیادی آب هستند، که از مولکول های خیلی سبکی تشکیل شده (هیدروژن واکسیژن جزء سبکترین مولکول ها هستند). حتی یک قطره ی کوچک آب یا غذا داری مقدار زیادی مولکول  است که برای بالا یا پایین بردن دما انرژی میگیرد. به همین دلیل است که چند دقیقه طول میکشد تا به جوش آید.

هر قطره از آب که مایه یا غذا باشد دارای تعداد زیادی مولکول بزرگ است. که هرکدام برای سرد یا گرم شدن انرژی بسیار زیادی میخواهد. به همین دلیل است که مدت زمان زیادی لازم است تا یکی دو فنجان آب به نقطه جوش برسد. برای به جوش آوردن یک فنجان آهن مذاب یا فلز سرب گرمای خیلی بیشتری مورد نیاز است.

همین موارد برای سرد کردن مواد وجود دارد و انرژی زیادی برای از بین بردن گرمای مواد حاوی مایعات مثل آبمیوه یا غذا نیاز دارد. به همین دلیل فریز کردن و سرد کردن مواد غذایی خیلی زمان بر است. این به معنی بی کیفیت بودن یخچال فریزر شما نیست. برای تغییر دمای مواد به اندازه ی فقط چند درجه نیاز به انرژی بسیار زیادی است، حتی اگر مقدار کمی آب باشد.