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前些天在网易上看到一篇关于空调PK电暖气哪个更耗电的文章,虽然那篇文章漏洞百出,但得出的结果是正确的:空调要比电暖气省电得多,消耗和电暖气相同的电能,却能产生三倍的热能。但一看文章的评论回复,大跌眼镜,其中有篇回复被人顶得最多,回贴者的大意是这样的:电暖气是电能直接转化成热能,而空调是电能转化成机械能再转化成了热能,后者有机械损耗,所以当然空调的热效率低!所以空调和电暖气消耗机同等的电能,电暖器产生的热要更多。有的人甚至拿出了永动机来辩论,说理想状态下电暖气基本上是把电能100%转化成热能,如果空调消耗同样的电能,却能产生了三倍的能量,如果技术上行得通,那它可以把产生的能量的三分之一用于本身运作,另外三分之二用于放热,这样无休止地运作下去,那它岂不是成了永动机!
是的,回贴的先生,按您的回复,“永动机”是可以实现的,只是这种“永动机”,它只是搬运了能量,但它自己并不产生能量而已。举个例子,太阳能电池,放在太阳底下晒晒,它就产生了能量,但它自己并没有做什么功,却得了能量,那么太阳能电池是否可以称之为永动机呢?空调也是一样,只是消耗了电能,却把三倍的室外的能量搬到了室内而已,它并不是永动机,只是一个能量搬运工。就好比油罐车从A地运了1000KG汽油到了B地,它自身只消耗了100KG汽油。如果汽油像空气中的热能一样不要钱,那么是否可以称油罐车是永动机呢?因为它只耗了100KG的油,却“产生了”1000KG油啊!
您看糊涂了吧?那么我有必要向您解释一下空调是如何工作的了。
您知道空调和冰箱等设备的制冷原理吧?它是能过液体(最初用的原料是氟利昂)的气化,吸收大量的热量来实现的,现在我们假设一下,室外温度是35度,室内温度是20度。
现在室内空调机的内部散热导管里有1克的夜态的20摄氏度的氟利昂,压缩机一开闸,它立即气化,变成了1克气体,在这个过程中,它大概需要吸收400焦耳左右的热量(气化热是很惊人的,巨大的),这个热量它从哪里吸收呢?对了,是从空调室内机内部安装的铜导管上吸收的,这就使得铜导管的温度急剧下降。然后室内机里的风扇一吹,就把铜导管上很冷的温度吹向了室内,这样室内就凉快了。我这样解释听得懂吧?
如果懂了,就接着看。
这部分温度很低的氟利昂气体,在铜管里被风扇一吹,温度上升到了室内的温度20度,然后这20度的1克氟利昂气体通过压缩机的运动,被抽进了压缩机里,在压缩机里被压缩成了液体,前面说了,液体变成了气体,吸收大量的热,现在气体又变液体了,它同样放出了400焦耳的热量,这使1克的氟利昂温度升高到了近90度左右,这么烫的液体,在室外机里的散热铜管里需要散热,于是室外机里的风扇给它吹啊吹啊,吹到了和室外温度一样35度。
于是这1克35度的液体氟利昂,流向了室内,循环地做着这样的运动,在室内吸收了400焦耳的热量,在室外把它吸收的热量放出来!尽管夏天的时候,室内比室外温度低,它还是可以通过不断地气化和液化,来抽取室内的热量到室外,让室内更冷,让室外更热。
看明白了吗?那再接着看。
您知道压缩机压缩1克的氟利昂从气体变液体,需要做多少功吗?答案是40焦耳。如果考虑电能没有损耗的情况下,把风扇运动消耗的电能也省去的话,那么压缩机每消耗40焦耳的电能,就可以让空调,从室内搬运400焦耳的热量出来,比例是近10倍!
没看糊涂吧?那接着来。
您也知道空调是冷暖两用的,冬天的时候 ,空调加热室内,原理就是上面的方法反着运行。那么室外机就变成了室内机,室内机就变成了室外机,空调在室外让氟利昂气化吸收大量热(室外温度不能太低,太低氟利昂就不能气化了,所以太冷了空调就不会工作了。)在室内让它液体又放出大量热。同样消耗了40焦耳的电能,却从室外交换来了400焦耳的热能,当然这个是理想状态,比例是1:10,如果把损耗都考虑进去的话,这个比例大概是1:3,也就是说,空调每消耗1度电,却能交换三度电才能产生的热量。但电热器不行了,它每消耗一度电,就只能产生一度电的热量。
总的能量是守恒的,它只是通过气体的液化和液体的气化,来交换室内和室外的能量,它自己本身并不产生热量!
也许你不信,压缩机只做40焦耳的功,就能让它放出400焦耳的热量?答案是肯定的,这只是氟利昂,现在的新材料甚至达到了600焦耳,之所以人类发明了空调这种东西,就是因为液体的气化热是惊人的,我说个事你就信了,你烧一壶水,从20度烧到100度,需要5分钟,但你完全把烧干气化,则需要30分钟以上,要五六倍的能量,这就是气化热。如果液体的气化热达不到这么巨大的,那空调就无法被发明了。
看见回贴的还有人说,冬天的时候外面比家里冷,怎么可能把外面的“热量”搬进来?不知道您会不会这样想?
那么我问您,如果您家的冰箱里现在开的是1档,内部温度是 + 4 度,而您家里室内现在是25度,现在你把冰箱的调温旋钮调整到6档,它大概可以让冷藏室降到-4度左右。那么冰箱里本来只有 +4 度已经比室内冷了,它怎么可能还把热量搬出来降到更低呢?但事实上它可以啊!
说了这些,不知道您听懂了没有?如果懂了,下次不要发这样理直气壮的贴子,贻笑大方了。
实际上,根据空调的这个工作原理,人类早已开始着手研究空气能了,意思就是消耗少量的机械能,来搬运大量的热能,反正空气中的热能是不要钱的,于是就有了空气能热水器,它的工作原理和空调加热是一样的,只消耗普通热水器三分之一的电量,却能产生同等热水。人类还在研究热能转化成电能的装置,如果研制成功,那么便可以制造空调型的“永动机”了,就像网易上的回贴者所说的,让自身产生的三分之一的能量驱动自己,另外的三分之二就是白白产生的能量!其实这能量不是自己产生的,只是搬运了空气中免费的热能罢了。 |
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