रेफ्रिजरेटर को ठंडा होने में समय क्यों लगता है?

हमारे ब्रह्मांड में हर चीज की तरह, रेफ्रिजरेटर को भौतिकी के एक मौलिक नियम का पालन करना पड़ता है जिसे ऊर्जा का संरक्षण कहा जाता है।सार यह है कि आप शून्य से ऊर्जा नहीं बना सकते हैं या ऊर्जा को हवा में गायब नहीं कर सकते हैं: आप कभी भी ऊर्जा को अन्य रूपों में परिवर्तित कर सकते हैं।फ्रिज उपयोगकर्ताओं के लिए इसके कुछ बहुत महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं।

सबसे पहले, यह इस मिथक का भंडाफोड़ करता है कि आप रेफ्रिजरेटर का दरवाजा खुला छोड़ कर अपनी रसोई को ठंडा कर सकते हैं।सच नहीं!जैसा कि हमने अभी देखा है, एक रेफ्रिजरेटर ठंडा करने वाले तरल पदार्थ के साथ चिलर कैबिनेट से गर्मी को "चूसकर" काम करता है, फिर तरल पदार्थ को कैबिनेट के बाहर पंप करता है, जहां यह अपनी गर्मी छोड़ता है।इसलिए यदि आप अपने फ्रिज के अंदर से एक निश्चित मात्रा में गर्मी निकालते हैं, सिद्धांत रूप में, वही मात्रा पीठ के चारों ओर गर्मी के रूप में फिर से दिखाई देती है (व्यवहार में, आपको थोड़ी अधिक गर्मी दी जाती है क्योंकि मोटर पूरी तरह से कुशल नहीं है और यह भी बंद हो रही है गर्मी)।दरवाजा खुला छोड़ दें और आप बस अपनी रसोई के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में ऊष्मा ऊर्जा ले जा रहे हैं।

ऊर्जा के संरक्षण का नियम यह भी बताता है कि रेफ्रिजरेटर या फ्रीजर में भोजन को ठंडा या जमने में इतना समय क्यों लगता है।भोजन में बहुत सारा पानी होता है, जो बहुत हल्के अणुओं से बना होता है (हाइड्रोजन और ऑक्सीजन दो सबसे हल्के परमाणु होते हैं)।यहां तक ​​कि पानी आधारित तरल (या भोजन) की थोड़ी मात्रा में भी शामिल होता हैबहुत बड़ाअणुओं की संख्या, जिनमें से प्रत्येक को गर्म करने या ठंडा करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है।यही कारण है कि एक या दो कप पानी को उबालने में भी कुछ मिनट लगते हैं: अगर आप पिघले हुए लोहे या सीसे की धातु जैसे किसी कप को उबालने की कोशिश कर रहे हैं तो उससे कहीं अधिक अणुओं को गर्म करने की आवश्यकता होती है।यही बात शीतलन पर भी लागू होती है: फलों के रस या भोजन जैसे पानी जैसे तरल पदार्थों से गर्मी को दूर करने में ऊर्जा और समय लगता है।इसलिए भोजन को जमने या ठंडा करने में इतना समय लगता है।ऐसा नहीं है कि आपका फ्रिज या फ्रीजर अक्षम है: यह बस इतना है कि आपको बड़ी मात्रा में ऊर्जा जोड़ने या निकालने की आवश्यकता है ताकि पानी वाली चीजें कुछ डिग्री से अधिक तापमान बदल सकें।

आइए इस सब के लिए कुछ मोटे आंकड़े डालने की कोशिश करते हैं।पानी के तापमान को बदलने के लिए जितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है, उसे उसकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता कहा जाता है, और यह 4200 जूल प्रति किलोग्राम प्रति डिग्री सेल्सियस है।इसका मतलब है कि आपको एक किलोग्राम पानी को एक डिग्री (या दो किलोग्राम के लिए 8400 जूल) तक गर्म या ठंडा करने के लिए 4200 जूल ऊर्जा का उपयोग करने की आवश्यकता है।इसलिए यदि आप 20°C के कमरे के तापमान से -20°C जैसे फ्रीजर में पानी की एक लीटर बोतल (1kg वजन) को फ्रीज करना चाहते हैं, तो आपको 4200 × 1kg × 40°C, या 168,000 जूल की आवश्यकता होगी।यदि आपके रेफ्रिजरेटर का फ्रीजिंग कंपार्टमेंट 100 वाट (100 जूल प्रति सेकंड) की शक्ति से गर्मी को दूर कर सकता है, तो इसमें 1680 सेकंड या लगभग आधा घंटा लगेगा।

आप देख सकते हैं कि पानी वाले खाद्य पदार्थों को ठंडा करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।और बदले में, यह बताता है कि रेफ्रिजरेटर इतनी अधिक बिजली का उपयोग क्यों करते हैं।यूएस एनर्जी इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन के अनुसार, फ्रिज सभी घरेलू बिजली का लगभग 7 प्रतिशत उपयोग करते हैं (मोटे तौर पर टीवी और संबंधित उपकरणों के समान, और एयर कंडीशनिंग के आधे से भी कम, जो कि 17 प्रतिशत का उपयोग करता है)।

चार्ट: अंतिम उपयोग द्वारा घरेलू बिजली की खपत: रेफ्रिजरेटर घरेलू बिजली का 7 प्रतिशत उपयोग करते हैं - एयर कंडीशनर या हीटिंग सिस्टम से बहुत कम।मुख्य घरेलू रेफ्रिजरेटर कुल प्रशीतन बिजली का लगभग 77 प्रतिशत उपयोग करते हैं, दूसरे फ्रिज अन्य 18 प्रतिशत का उपयोग करते हैं, और शेष इकाइयां शेष के लिए खाते हैं।स्रोत:अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन,