Wie alles andere in unserem Universum müssen auch Kühlschränke einem grundlegenden Gesetz der Physik gehorchen, das als Energieerhaltung bezeichnet wird.Das Wesentliche ist, dass Sie Energie nicht aus dem Nichts erschaffen oder Energie in Luft auflösen können: Sie können Energie immer nur in andere Formen umwandeln.Dies hat einige sehr wichtige Implikationen für Benutzer von Kühlschränken.
Erstens widerlegt es den Mythos, dass Sie Ihre Küche kühlen können, indem Sie die Kühlschranktür offen lassen.Nicht wahr!Wie wir gerade gesehen haben, funktioniert ein Kühlschrank, indem er Wärme aus dem Kühlgehäuse mit einer Kühlflüssigkeit „aufsaugt“ und dann die Flüssigkeit aus dem Schrank herauspumpt, wo sie ihre Wärme abgibt.Wenn Sie also eine bestimmte Wärmemenge aus Ihrem Kühlschrank entfernen, erscheint theoretisch genau die gleiche Menge als Wärme auf der Rückseite (in der Praxis wird etwas mehr Wärme abgegeben, da der Motor nicht perfekt effizient ist und auch abgibt Hitze).Lassen Sie die Tür offen und Sie bewegen einfach Wärmeenergie von einem Teil Ihrer Küche zum anderen.
Der Energieerhaltungssatz erklärt auch, warum das Kühlen oder Einfrieren von Lebensmitteln in einem Kühl- oder Gefrierschrank so lange dauert.Lebensmittel enthalten viel Wasser, das aus sehr leichten Molekülen besteht (Wasserstoff und Sauerstoff sind zwei der leichtesten Atome).Sogar eine kleine Menge Flüssigkeit (oder Lebensmittel) auf Wasserbasis enthält ariesigAnzahl von Molekülen, die jeweils Energie benötigen, um sich zu erwärmen oder abzukühlen.Aus diesem Grund dauert es ein paar Minuten, um selbst ein oder zwei Tassen Wasser zum Kochen zu bringen: Es müssen weitaus mehr Moleküle erhitzt werden, als wenn Sie versuchen würden, so etwas wie eine Tasse geschmolzenes Eisen oder Bleimetall zum Kochen zu bringen.Dasselbe gilt für die Kühlung: Wässrige Flüssigkeiten wie Fruchtsäfte oder Lebensmittel zu entziehen, kostet Energie und Zeit.Deshalb dauert das Einfrieren oder Kühlen von Lebensmitteln so lange.Es ist nicht so, dass Ihr Kühl- oder Gefrierschrank ineffizient wäre: Sie müssen einfach große Mengen an Energie hinzufügen oder entfernen, damit wässrige Dinge ihre Temperatur um mehr als ein paar Grad ändern.
Versuchen wir, all dies in grobe Zahlen zu fassen.Die Energiemenge, die benötigt wird, um die Temperatur des Wassers zu ändern, wird als spezifische Wärmekapazität bezeichnet und beträgt 4200 Joule pro Kilogramm pro Grad Celsius.Das bedeutet, dass Sie 4200 Joule Energie aufwenden müssen, um ein Kilogramm Wasser um ein Grad zu erwärmen oder abzukühlen (oder 8400 Joule für zwei Kilogramm).Wenn Sie also eine Literflasche Wasser (mit einem Gewicht von 1 kg) von einer Raumtemperatur von 20 °C auf –20 °C wie im Gefrierschrank einfrieren möchten, benötigen Sie 4200 × 1 kg × 40 °C oder 168.000 Joule.Wenn das Gefrierfach Ihres Kühlschranks Wärme mit einer Leistung von 100 Watt (100 Joule pro Sekunde) abführen kann, dauert das 1680 Sekunden oder etwa eine halbe Stunde.
Sie sehen, dass zum Kühlen von wässrigen Speisen viel Energie benötigt wird.Und das wiederum erklärt, warum Kühlschränke so viel Strom verbrauchen.Laut der US Energy Information Administration verbrauchen Kühlschränke etwa 7 Prozent des gesamten Haushaltsstroms (ungefähr genauso viel wie Fernseher und ähnliche Geräte und weniger als halb so viel wie Klimaanlagen, die satte 17 Prozent verbrauchen).
Diagramm: Stromverbrauch im Haushalt nach Endverbrauch: Kühlschränke verbrauchen 7 Prozent des Haushaltsstroms – viel weniger als Klimaanlagen oder Heizungen.Haupthaushaltskühlschränke verbrauchen etwa 77 Prozent des gesamten Kältestroms, Zweitkühlschränke verbrauchen weitere 18 Prozent und weitere Einheiten machen den Rest aus.Quelle:US Energy Information Administration,
Postzeit: 02. November 2022