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냉장고와 제습기와 에어컨의 작동 원리는 무엇인가요?

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RE : 과학 원리

호기심지* 2014-04-14

냉장고와 제습기와 에어컨의 작동 원리는 무엇인가요? --------------------------------------------------------------------------------------------


 


냉장고의 원리


냉장고는 액체 상태에서 기체 상태로 쉽게 변할 수 있는 냉매를 사용하여 주변의 열을 흡수하는 원리입니다.
냉매는 알코올보다 더 낮은 온도에서 증발하기 때문에 물이 얼 수 있을 정도의 낮은 온도를 만들 수 있습니다. 이때 냉매는 프레온 가스를 이용합니다.
냉장고에는 압축기인 컴프레서가 들어 있는데, 컴프레서는 냉장실을 거쳐오는 동안 열을 흡수한 냉매를 압축합니다. 높은 압력을 받은 냉매는 자신이 가진 열을 발산시키면서 액체로 바뀝니다.
컴프레서가 냉매를 압축하는 과정에는 에너지가 필요한데, 전기를 이용합니다. 이렇게 압축된 액체 냉매는 확장 밸브를 지나고 서서히 팽창하면서 다시 냉장실을 지나갑니다. 냉장실을 지나면서 열을 빼앗아 냉장고 속의 온도가 낮아집니다. 이 과정을 계속 반복하다 보면 냉장고는 더 낮은 온도를 유지하게 됩니다.


 


 


제습기의 원리


제습기는 팬을 돌려 습한 공기를 기계 안으로 빨아들여 수분을 제거한 후 다시 배출하는 원리입니다. 크게 건조식과 냉각식으로 구분이 됩니다. 건조식은 흡습제를 사용해 공기 중 습기를 흡수하는 방식으로, ‘실리카겔’이 주로 쓰입니다. 실리카겔은 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 그물조직의 규산입자입닛다. 입자의 표면적이 넓어 수분을 잘 흡수합니다. 알루미나겔, 몰레큘러시브 등도 제습기 흡습제로 많이 사용되는 물질입니다.

냉각식은 공기의 온도를 이슬점 이하로 낮춰 공기 중 수분을 응축시키는 방식입니다. 이슬점이란 공기 중 수증기가 냉각돼 물방울을 맺는 온도를 말하는데, 상대 습도에 따라 달라집니다. 즉 냉각식 제습기는 냉각부에서 제습한 저온의 공기를 가열한 후 밖으로 배출합니다.


 


 


에어컨의 원리


 


알코올을 피부에 발랐을 때 피부가 차가워 지는 것을 느낄 수 있죠? 알코올이 증발할 때 주위의 열을 빼앗아 기화하기 때문에 이같은 현상이 일어나는데요. 이처럼 액체가 기체로 바뀔 때 주위의 열을 흡수하는 성질을 이용한 것이 에어컨의 원리입니다.
에어컨 안에는 냉매라는 것이 들어있는데, 냉매는 낮은 온도에서 쉽게 증발하고 다시 액화가 되는 성질을 지니고 있습니다. 어떠한 물질이 증발을 하려면 기화열이 필요한데 방안의 뜨거운 공기의 열을 빼앗아 상태가 변하게 되고 그때 차갑게 된 공기를 방안에 불어넣어 줍니다. 이 과정을 반복해 에어컨에서 시원한 바람이 나오게 되는 것입니다.

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