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制冷设备的工作原理
液体汽化时有制冷作用,制冷设备就是根据这种原理制成的。
常用的制冷设备主要由压气机、冷凝器和蒸发器三部分组成(如图所示)。其中的工作物质是容易由气态变成液态和由液态变成气态的物质,常用的有氨及氟氯烷等。压气机产生大约10标准大气压的压强,把气态氨压入冷凝器的管里,这时氨变成了液体。氨在液化时放出的热量被流动的冷水吸收并带走。冷凝器的管里的液态氨通过节流阀缓慢地进入蒸发器的管里,由于压气机不断地从蒸发器的管里吸走气体,这个管里的压强就比较低,于是液态氨在蒸发器的管里迅速汽化,在汽化中从管外的食盐水里吸取热量,使食盐水的温度降低,生成的氨气又被压气机抽走,压入冷凝器,这样氨可以循环使用。温度降低后的食盐水可作为致冷剂用来制冰,冷却食品或降低夏季房间里的气温。在用于降低房间里的气温时,通常不会用食盐水而是直接使空气从蒸发器管子的周围流过而得到冷却,再把冷却后的空气送到房间里去。
温度计及其现代发展
2020年初,一场新冠肺炎疫情蔓延全国,为了保障大家的安全,各大医院设置体温监测点,合理、安全分诊发热患者。各小区、路口、商场、车站都安排了体温监测,排查疑似病例。
真正把体温测量用于临床诊断的是德国医生冯德利希在1858年提出并实施的。当时水银温度计不能离开人体读数,因为温度计离开人体,一遇冷空气,指示的温度就降下来。英国医生阿尔伯特解决了这个难题:他在温度计的水银管里造一处狭道,体温计放在嘴里水银柱上升到实际体温刻度,取出后水银柱在狭道处断开,使狭道以上的部分始终保持体温示数。这样便诞生了医用体温计,如图1所示。
为什么会采用水银作为介质呢?主要原因是水银的内聚力大,不浸润玻璃,能在收缩时在缩口处断开,从而实现离开人体读数。同时,水银的密度大,比同体积的酒精或煤油的惯性大,保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内。
随着电子技术的发展,20世纪70年代出现了电子体温计,如图2所示。现在的电子体温计通过液晶直接显示体温,有的可以精确到0.01℃。
温度的测量看起来简单,实际上在很多场合需要一些技巧。体温计只是一例。又如,炼铁时的温度高达1000℃以上,这时不能使用通常的温度计,因为玻璃会熔化。应该使用什么样的温度计呢?
1821年物理学家塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,构成一个电流回路,如图3所示。如果把其中的一个接触点B加热,另一个接触点A保持低温,环路里产生电流。两个接头的温度差越大,电流就越强。这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。根据这个道理制造出了热电偶温度计,它能直接放入高温炉里测温,如图4所示。
辐射温度计也能测量上千摄氏度甚至上万摄氏度的高温。它通过光学方法测定物体的辐射,进而得知物体温度。新式“非接触红外线温度计”又叫“测温枪”,如图5所示,只要把“枪口”对准待测物体,“枪尾”的显示屏里就能用数字直接报告那个物体的温度。除了可以方便地测量体温,这种奇妙的“手枪”还可以测量从零下几十摄氏度到上千摄氏度范围内的温度呢!
请根据上述材料,回答下列问题。