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科学の雑学Q&A

冷蔵庫で冷えるのはなぜ?【仕組み&原理】|疑問を2分で!

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今回は『化学の雑学』として、

冷蔵庫で冷えるのはなぜ?|仕組み&原理

という疑問に、”わかりやすく・簡単に” 答えていきます。

冷蔵庫で冷えるのはなぜ?|仕組み&原理

 

冷蔵庫で冷えるのはなぜ?|仕組み&原理

 

さっそく『冷蔵庫で冷えるのはなぜ?|仕組み&原理』の答えから!

 

冷蔵庫で冷える理由(仕組み&原理)」は、ずばり

 【液体】→【気体】になるときの【気化熱】を利用しているから

で、ざっくりいえば

【気体】に【圧力】を加えてから【放熱】し【液体】にする

⇒ 【冷蔵庫】に通した【管】を通過する間に【液体】が【気体】になる

⇒ 【気化熱】によって周りから【熱】を奪う

⇒ 冷蔵庫内が冷える!

といったメカニズムです。

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先に「質問されそうなこと」に回答しておくと、

 【気化熱】で周りから【熱】を奪うのはなぜ? ⇒ 【気体】の方が【エネルギー】が大きいから;【気体】は【分子】がビュンビュン飛び回っていて【運動エネルギーが大きい】ので、【静かな液体】から【活発な気体】に変えるにはエネルギーが必要 → 周りの【熱エネルギー】を奪って状態変化する;水を水蒸気にするために加熱するのと一緒

 どんな【気体(液体)】を使っているの? ⇒ 【家庭用冷蔵庫】ならだいたい【イソブタン】;【フロン】は【オゾン層】を破壊するのでNG!

です。

 

あまりにあっさりしすぎな気もするので、もうちょっとだけ詳しく説明すると、

【コンプレッサ(圧縮器)】で【イソブタン(などの冷媒)】を【高圧ガス】にする!

⇒ 【コンデンサ(放熱器)】で【イソブタン】から熱を外に逃がして【液体】にする!

⇒ 【エクスパンジョンバルブ(膨張弁)】で【大きなスペース】を作り【圧力】を下げる!(← 沸点が一気に下がる=蒸発しやすくなる!)

⇒ 【エバポレータ(気化器)】で【イソブタン】は【液体】→【気体】となり【気化熱】によって【冷蔵庫内】を冷やす!

といった仕組みになっています。

 

ただ上記の原理は「家庭用の冷蔵庫」の場合で、ほかにも

 違う種類の金属をくっつけて電流を加えると温度差が発生すること(ペルティエ効果)を利用した【小型冷蔵庫】

 発熱反応と吸熱反応がいったり来たりできること(可逆的反応)を利用した【ヒートポンプ冷蔵庫】

など多数ありますが、一般常識としては「家庭用冷蔵庫の仕組み」だけ覚えておけばOK

 

以上、『冷蔵庫で冷えるのはなぜ?|仕組み&原理』について簡単にまとめました。

お読みいただきありがとうございました<(_ _)>

 

『冷蔵庫で冷えるのはなぜ?|仕組み&原理』まとめ

 冷蔵庫で冷える理由(仕組み&原理) ⇒ 気化熱で冷やしている。冷媒を圧縮放熱したのち減圧することでスムーズに液体から気体への状態変化を可能とし、冷蔵庫内では気化熱によって吸熱し、冷蔵庫外に得た熱を放出している

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