كيف تعمل الثلاجة

التبريد

التبريد عبارة عن عملية إزالة الحرارة من مكان مغلق أو من مادة لغرض خفض الحرارة، حيث أنه في الدول الصناعية والمناطق الغنية في العالم النامي يُستخدم التبريد بشكل رئيس لتخزين المواد الغذائية في درجات حرارة منخفضة، ويُمكن تجميد العديد من المنتجات القابلة للتلف مما يسمح بالاحتفاظ بها لعدة أشهر وحتى لسنوات، ولكن مع فقدان ضئيل في التغذية أو النكهة أو تغيير بسيط في المظهر، وسيتحدث هذا المقال عن أهم أشكال التبريد وأشهرها وأكثرها استخدامًا وهي الثلاجة حيث سيتحدث عن كيف تعمل الثلاجة وأهميتها في الحياة اليومية.^[١]

كيف تعمل الثلاجة

تتكون الثلاجة من حجرة معزولة حراريًا ومضخة حرارة ميكانيكية أو إلكترونية أو كيميائية حيث تنقل الحرارة من داخل الثلاجة إلى بيئتها الخارجية حتى يتم تبريد الجزء الداخلي من الثلاجة إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة المحيطة بالغرفة^[٢]، وللإجابة بشكل واضح عن سؤال: "كيف تعمل الثلاجة؟" وكيف تقوم بتبريد الأطعمة والمحافظة عليها، يمكن ذكر الخطوات الآتية:^[٣].

• يقوم الغاز المتبخر الذي يُسمى المبرد بسحب الحرارة بعيدًا مما يترك المنطقة المحيطة أكثر برودة، حيث أن الثلاجة لا تُبرد العناصر عن طريق خفض درجات الحرارة الأصلية.
• بالقرب من أسفل الثلاجة يوجد جهاز معدني ثقيل يُسمى الضاغط، حيث يتم تشغيل الضاغط بواسطة محرك كهربائي ويتم لف أنابيب أكثر للتبادل الحراري خلف الثلاجة، والمقصورات وحجر التخزين في الثلاجة محاطة بسلسة من أنابيب التبادل الحراري.
• يمر عبر النظام بأكمله مادة الأمونيا النقية التي تتبخر عند درجة حرارة -27 درجة فهرنهايت.
• يكون هذا النظام مغلق مما يعني عدم فقد أي شيء أو إضافته أثناء تشغيله، ومن ثم تبدأ عملية التبريد بالضاغط حيث يتم ضغط غاز الأمونيا حتى يُصبح ساخنًا جدًا.
• يتدفق هذا الغاز المسخن عبر الملفات الموجودة خلف الثلاجة مما يتيح إطلاق الحرارة الزائدة في الهواء المحيط.
• في نهاية المطاف تبرد الأمونيا فتصبح سائلة ويتم انتقال هذا الشكل السائل من الأمونيا من خلال جهاز يُسمى صمام التمدد.
• تسحب الأمونيا الحرارة من المنطقة المحيطة وهذا هو القانون الثاني للديناميكا الحرارية.
• تميل المواد الباردة مثل الأمونيا المتبخرة بامتصاص الحرارة من المواد الأكثر دفئًا مثل الماء الموجود في صينية مكعبات الثلج وهكذا تتم دورة كاملة من الضغط والتبخر والتبريد، وهذه هي خطوات عن كيف تعمل الثلاجة بالتدريج.

تاريخ التبريد والثلاجات

قبل اختراع الثلاجة كانت البيوت الجليدية تُستخدم لتوفير تخزين بارد لمعظم العام، وتم استخدام كلمة ثلاجات على الأقل في وقت مبكر من القرن السابع عشر حيث بدأ تاريخ التبريد الصناعي عندما قام الأستاذ الإسكتلندي وليام كولين بتصميم آلة تبريد صغيرة عام 1755، وفي عام 1805 وصف المخترع الأمريكي أوليفر إيفانز دورة تبريد بضغط مغلق لإنتاج الثلج بواسطة الأثير تحت الفراغ، أما في عام 1820 قام العالم البريطاني مايكل فاراداي بتسييل المونيا وغازات أخرى باستخدام ضغوط عالية ودرجات حرارة منخفضة، وفي عام 1834 قام المغترب الأمريكي في بريطانيا العظمى يعقوب بيركنز ببناء أول نظام تبريد يعمل بضغط البخار وكان عبارة عن جهاز مغلق الدائرة يمكنه العمل بشكل مستمر، وجرت محاولة مماثلة له في عام 1842 من قبل الطبيب الأمريكي جون غوري الذي بنى نموذجًا أوليًا لكنه فشل تجاريًا، ومن بعدها حصل المهندس الأمريكي ألكسندر توينينج على براءة اختراع بريطانية في عام 1850عن نظام ضغط البخار الذي استخدم الأثير، وعلى مر الزمان تم تطوير الثلاجات ومكوناتها وتم دراسة كيف تعمل الثلاجة بشكل مفصل أكثر.^[٢]

أهمية الثلاجات

بعد ما ذُكر أعلاه عن إجابة سؤال: " كيف تعمل الثلاجة؟"، يجب معرفة ما هي أهمية الثلاجات في الحياة اليومية ولماذا لا يستطيع الإنسان في الوقت الحالي التخلي عن استخدام الثلاجات ونظام التبريد، وتكمن أهمية الثلاجات فيما يأتي:^[٢]

• تُستخدم الثلاجات في المنازل وفي مجال الصناعة وفي مجال التجارة.
• تخزين الأطعمة بأحجامها المختلفة.
• تبريد المشروبات.
• تتيح الثلاجات الحديثة للأسرة بالحفاظ على الطعام طازج لفترة أطول.
• تسمح الثلاجة للناس بشراء المواد الغذائية بكميات كبيرة.

المراجع[+]

1. ↑ "refrigeration", www.britannica.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب ت} "Refrigerator", www.wikiwand.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.
3. ↑ "On-what-principle-does-a-refrigerator-work", www.quora.com, Retrieved 28-07-2019. Edited.