热能在制冷中的特性应用

热是一种既不能创造也不会消失的能量形式，热的产生只能是其它形式能量的转化，能量可以分为：太阳能（来自太阳射线）、电能、化学能、机械能、热能、原子能等。

制冷依靠能量

制冷系统依靠不同形式的能量。

（1）借助于电动机电能变成机械能，这种形式的能量可用来运行机械制冷系统。

（2）吸收式制冷系统中，系统运行依靠来自物体的燃烧或电加热器提供的热能。

技术人员、技工、工程师及设计人员必须了解热能在制冷系统中的作用，本单元将简单解释物质及其与制冷过程相关的一些问题，同时也将论述热能的变化对温度、压力和容积的影响。

物质与制冷的关系

热能与物质是分不开的，物质被定义为任何有一定空和重量事物，它以三种基本形态存在，即固态、液态、气态。所有物质无论其形态如何，都是由一些被称为分子的小微粒构成，这些分子的自由度（或位置）和数量决定了：（1）物质的形态，（2）温度，（3）它对其它部分的影响和作用。

物质结构

物质的分子实际上是具有该种物质本质特性的最小微粒，例如盐的颗粒可以一分为二，将每一部分进一步分割直到最后，具有盐所有特性的最小的“稳定”的微粒一定是盐分子。“稳定”是指分子能保持它的状态。

分子又是由更小的微粒“原子”构成的，原子是构成物质并具有该物质特性最小微粒。相比这下，分子中的原子并不总是稳定的，它有一种与其它物质的原子相结合而形成一种新的分子和物质的趋势。

分子的结构的运动

同一种物质的分子都是相似的，不同的物质有不同的分子，不同的物质的特性取决于不同的分子结构和分子固有的性质，许多分子组成物质。

无论物质的形态如何，分子总是在不断运动的，这种分子运动是一种运动能量，外加的热能使固体物质的分子动能增加，对于固体，这种分子运动形式是不远离某一固定位置的振动。

在某一温度下，外加的热量不会增加分子的动能，然而它能使固体物质突然变成液体，这是因为外加的热量增加了分子运动的自由度（潜能），液体物质分子的运动自由度远比固体分子大，而气体分子的自由度更大，可以自由膨胀而充满整个容器。

热和热能在制冷中的应用

给物体加热，会有如下一种或几种变化：

--温度升高

--物体会熔化或蒸发

--物体会改变体积和颜色

--物体会有更高压力

若热量被带走，就会有相反的变化。

显热：指能使物体温度升高的那种热量。加热时分子吸收热能加速运动而使温度升高，当显热被带走，温度降低，分子失去热能而运动变慢。

温度与热的比较

       温度是指温度测量体系中标明物体冷热程度的某一确定值，比如，房间温度5⁰F是指在同一温度测量体系中高出零度5个测量单位；电机标牌上标明温升40⁰C是指电机正常运行温度将高出环境温度40个摄氏测量单位，电机运行产生的显热导致了温升。

       通过一个简单的例子可以清楚地区别开温度和热。从装满热水的容器中取出一杯热水，容器中热水的温度与杯中热水的温度是一样的，分子运动速度也相同，而容器中的水多些，分子数多，热量也多，这表明热量与分子总能量有关，温度与分子平均运动速度有关，这是一个重要的区别。

与制冷相关的温度

       当制冷系统的压缩机运行时，被压缩的制冷剂变热，温度升高，因压缩制冷剂做功而产生的显热被称为压缩热，正因为压缩热导致了制冷剂温度升高。

过热和过冷

       在制冷系统中，从蒸发器出口到压缩机吸气口被称为吸气段，吸气段将过热气体从蒸发器中导入压缩机，制冷剂从管壁上吸收热量而变得更热。过热是指包含于气体中并超出使其保持沸点温度的热量。因为过热导致温升，它也是显热，吸所了时要保证没有液体进入压缩机，否则损坏压缩机。

       在有些制冷系统中，制冷剂在通过节流装置前先预冷以提高效率，这种降温（过冷）是通过吸收流经管道的制冷剂的显热而达到的。有时又通过将供液段与吸气段相连接来实现，这种方法效果较好，因为回压缩机的制冷剂气体比供液管内的液体的温度低。

       简单回顾一下：显热导致温度升高或降低，这种温度变化是人们可以感觉或用仪器测量的；另一种热能看起来消失了，这与FARADAY的研究消失的能量是一样的。