答:在日常生活中我們可以看到,一杯熱水會(huì)自然地冷卻到周圍的環(huán)境溫度為止,一塊冰會(huì)在0℃以上的環(huán)境中自然融化成水。但是水不會(huì)自發(fā)地降低到比周圍空氣更低的溫度而結(jié)冰。這些現(xiàn)象說明自然界的一個(gè)基本規(guī)律:熱只能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,而相反的過程不能自發(fā)地進(jìn)行。
用人為的方法獲得比環(huán)境更低的溫度,是可以實(shí)現(xiàn)的。但是,這需要花費(fèi)一定的代價(jià),即消耗一定的能量(功,電能等)才能實(shí)現(xiàn)。這種人為地獲得低溫的過程,就叫“制冷”。
我們常見的冰箱、空調(diào)機(jī)就是靠制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)制冷過程而獲得低溫的。它必須要消耗電能,帶動(dòng)壓縮機(jī)工作。制冷機(jī)中循環(huán)工作的物質(zhì)叫“制冷劑”。它是一種低沸點(diǎn)的物質(zhì),常用的有氨、氟里昂等。將這些工質(zhì)在氣態(tài)壓縮后,在常溫下就能在冷凝器中放出熱量而冷凝成液體。再通過節(jié)流膨脹降壓,使其飽和溫度降低到比環(huán)境更低的溫度。它就可以通過在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱,來冷卻別的物質(zhì)(空氣、水、食物等),達(dá)到制冷的目的。工質(zhì)本身則在蒸發(fā)器中吸熱氣化后,又返回到壓縮機(jī)中再次壓縮。如此循環(huán)地工作,實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷。
在制氧機(jī)中,要將空氣溫度降低到液化溫度,這也是一個(gè)制冷過程,因此,必須有壓縮機(jī),并以消耗電能為代價(jià)。只是制氧機(jī)中是以空氣為工質(zhì),靠將空氣先壓縮、再膨脹的方法達(dá)到降溫的目的。然后再來冷卻空氣本身,直至達(dá)到液化溫度而被液化。