谁发明了冰箱?

利用低温环境防止食物变质的想法已经存在了几个世纪。人们熟悉的家用电器的发明是18世纪和19世纪化学家、工程师和发明家一系列创新的结果。美国发明家奥利弗·埃文斯(Oliver Evans)、雅各布·帕金斯(Jacob Perkins)和约翰·戈里(John Gorrie)在19世纪初发明了最早的现代冰箱。那个世纪后期,德国工程师卡尔·冯·林登的工作使化学制冷剂得以有效储存,为大规模生产冰箱铺平了道路...

利用低温环境防止食物变质的想法已经存在了几个世纪。人们熟悉的家用电器的发明是18世纪和19世纪化学家、工程师和发明家一系列创新的结果。美国发明家奥利弗·埃文斯(Oliver Evans)、雅各布·帕金斯(Jacob Perkins)和约翰·戈里(John Gorrie)在19世纪初发明了最早的现代冰箱。那个世纪后期,德国工程师卡尔·冯·林登的工作使化学制冷剂得以有效储存,为大规模生产冰箱铺平了道路。

An antique refrigerator with the compressor assembly on top.

食物保存的早期努力

人类文化早就知道低温可以保护有价值的食物不受细菌和其他可能使它们无法食用的因素的影响。腌制和干燥等防腐方法也很有效,但并不适合所有种类的食品。在机械制冷普及之前,许多文化使用称为冰库的隔热良好的建筑物来储存食物,利用冬季冰雪作为自然冷却剂。这些建筑可追溯到公元前二千年的欧洲和亚洲,设计它们的工程师的名字已被历史所遗忘。

Modern refrigerators are descended from appliances that were devised in the 1800s.

第一批冰箱

冰库的使用一直延续到现代,尤其是在电力和电器价格昂贵或无法获得的农村地区。19世纪初,美国工程师托马斯·摩尔(Thomas Moore)发明了一种家用冰库,一种由块状冰冷却的便携式隔热室。摩尔创造了“冰箱”一词来描述他的发明,尽管它后来被更普遍地称为“冰箱”冰箱的形状和功能与现代冰箱相同,一些人仍然使用这个名字。在许多地区,当地的送货员,在美国通俗地称为“冰人”,会用手推车或卡车将新鲜冰块运到社区。

Chlorofluorocarbons are harmful to the ozone layer of the Earth's atmosphere, which helps protect the planet from harmful rays of naturally occurring radiation.

17世纪50年代,苏格兰物理学家威廉·卡伦(William Cullen)发现,某些化学反应会将热量从某一特定区域带走,从而形成一个冷口袋。卡伦对他的发现的实际应用漠不关心,没有意识到他已经找到了现代制冷的基础。大约在托马斯·摩尔发明冰箱的同一时间,奥利弗·埃文斯(Oliver Evans)设计了一台利用卡伦化学工艺的机器,但没有制造。直到1834年,科学家雅各布·帕金斯(Jacob Perkins)才制造出第一台功能齐全的冰箱并获得专利。珀金斯是美国工程界的一位重要人物,他也在家里修补供暖和制冷系统,有时被称为制冷之父。

十年后,美国。医生约翰·戈里正在寻找稳定的冰源,以降低黄热病患者的体温。当时常见的冰输送方法不足以满足他的目的,因此,根据埃文斯的原始设计,他建造了一个比珀金斯发明的制冷装置更实用、更高效的制冷装置。这是现代冰箱的模型。因此,Evans、Perkins和Gorrie可以有效地分享这一现在必不可少的设备的信誉。

制冷过程

机械冷却系统依赖于被称为制冷剂的化学物质。当制冷剂流经设备时,它会被压缩,从而提高其温度。热量从冰箱后部释放出来;当热量散失时,制冷剂冷凝但保持在该高压。然后制冷剂通过膨胀阀,在膨胀阀中压力下降,然后变回气体。当它从液体变为气体时,温度下降,使空气冷却。风扇和电机在绝缘区域内循环冷却空气。

第一批冰箱使用乙醚等液体制冷剂,但1876年,卡尔·冯·林登发现了一种改进的液化气体方法。这使得制冷设备的大规模生产成为现实,为其在20世纪的广泛销售和使用铺平了道路。

然而,设计上仍然存在严重问题。早期的制冷装置使用剧毒气体,如氨、二氧化硫和氯甲烷。含有这些气体的房间有时会泄漏,在20世纪初导致了几起致命的家庭事故。电器制造商意识到需要一种更安全的冷却元件,从而发现了一种叫做氟氯化碳(CFCs)的合成制冷剂。也被统称为氟里昂®,在随后的几十年中,它们成为了全世界的标准制冷剂。

然而,氟里昂®也不是一个完美的解决方案。20世纪70年代,科学家们发现氟氯化碳会导致地球自然臭氧层的损耗。臭氧消耗增加了太阳辐射对健康的破坏性影响,很快被理解为一场重大的环境危机。20世纪80年代,世界各国政府禁止使用氟氯化碳,尽管使用氟氯化碳的所有设备都要几十年才能停止使用。现代冰箱使用更安全的替代制冷剂,其高效机械通常需要的化学品量比旧冰箱使用的要少。

The creation of the refrigerator resulted from a series of innovations by chemists.

  • 发表于 2021-12-15 16:47
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  • 分类:科学

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