厨房里的科学 · 4–6 岁

冰箱怎样让食物变凉？

里面凉下来，外面却在放热。跟着一小份热量，看看冰箱怎样把它搬出去。

01 / 先看同一台冰箱

凉下来，需要把热搬走

这是同一台冰箱。箱门关闭时，食物仍在里面慢慢变凉。

1箱内吸热管2压缩机3箱外散热管4细管降压处

02 / 观察温度变化

门的情景

切换情景会回到观察起点；不需要打开家里的冰箱做实验。

降温观察进度0%

时间大幅压缩；两条温度线来自简化模型，不是食品存放时间或实测冰箱数据。

箱内空气

食物内部

压缩机

箱内空气食物内部

温度不会一下子跳到目标值。这里的定速压缩机会停一停，再工作；有些真实冰箱使用变速调节。

热量的去向

食物把热传给周围空气和较冷的内壁。冷媒在管内吸热，再把热带到箱外。它不会流进食物，也不是喷出来的冷气。

门与保温层

保温层和门封减慢热量进入。开门时，较暖的空气进来，冷空气流出去；冰箱又要多搬一些热。

电能也去了哪里

散到房间的热，包含从箱内搬出的热，也包含机器消耗的电能。所以把门一直敞着，不能靠冰箱给整个房间降温。

深入看：热量收支、相变与温控

工作循环中，蒸发器吸热 Qc，压缩机接受功 W，冷凝器向室内放热 Qh。忽略一个完整循环后的内部储能变化，Qh = Qc + W。制冷性能系数 COP = Qc/W 可以大于 1，因为衡量的是搬运的热量与输入功之比，并不是凭空产生能量。

低压冷媒在蒸发器中吸热、部分或全部汽化。压缩机吸入蒸气并提高压力与温度；冷凝器先冷却较热蒸气，再把它凝结成液体。液体经毛细管等节流装置降压，部分闪蒸，低温混合物返回蒸发器。节流不是压缩机的反向发电过程。

本页用两个热容分别表示箱内空气连同内胆，以及食物。门的开合改变等效漏热系数；食物与空气之间也有温差驱动的传热。温控器以两个不同阈值启停，避免在一个阈值附近反复抖动。画面省略湿气凝结、除霜、风扇细节、不同食品形状和真实制冷剂性质。

这里只画一个冷藏空间。真实冰箱可能把蒸发器、冷凝器藏在内壁或侧壁，可能有冷冻室、风道和多回路；这幅图不用于拆机或维修。

资料与模型边界

本页是原创示意插画。管路位置、颜色、圆点、温度、功率和时间均经过教学简化；蓝色与橙色帮助区分位置，不是冷媒的真实颜色。房间温度在比较中作为固定环境，未计算整间屋子的升温幅度。