冰箱是怎麼讓裡面變冷的?

琥珀
琥珀每天都會打開的冰箱,明明是用電運轉,裡面為什麼會變冷呢?
30秒看懂答案
琥珀其實冰箱搬運的不是冷,而是「熱」喔。

冰箱並不是製造冷空氣,而是把裡面的熱搬到外面來降溫。在管子裡流動的「冷媒」在冰箱內部蒸發時,會吸走周圍的熱;到了外側被壓縮、變回液體時,再把這些熱釋放到房間裡。冰箱就是不斷重複這個過程。

冰箱層架上擺著雞蛋、萵苣、柳橙等食物
冰箱是靠把裡面的熱搬出去,讓食物變冷。照片:USDAgov / Public domain(經裁切) / 維基共享資源

和灑水變涼是同樣的原理

夏天在地上灑水,周圍的空氣會變得涼爽。這是因為水蒸發時會從周圍吸收熱,這叫做「汽化熱」。根據日本環境省的說明,冰箱也是利用這個原理。不過,冰箱裡不可能灑水,所以由一種叫做「冷媒」的物質在製冷的機器裡循環,負責搬運熱。

圖:與灑水變涼同樣的原理
地上的水蒸發吸走周圍的熱而變涼冷媒在冰箱內蒸發吸走裡面的熱而變冷兩者都是「汽化熱」

冷媒搬運熱的路線

根據美國喬治亞州立大學的物理解說,冰箱會降低或提高冷媒的壓力,讓它輪流蒸發和凝結(從氣體變回液體)。壓力低的液態冷媒在冰箱內部的管子裡蒸發,同時吸走裡面的熱。變成氣體的冷媒被壓縮機壓縮,在冰箱外側的管子裡變回液體,同時把帶來的熱釋放到房間裡。

圖:冷媒搬運熱的路線
冰箱內部冷媒蒸發,吸走熱壓縮機把氣態冷媒壓縮冰箱外側變回液體,把熱放到房間降低壓力,再回到內部不斷重複

冰箱背面溫溫的原因

把手靠近正在運轉的冰箱背面,有時會覺得比房間還溫暖。這是因為冰箱把從裡面收集到的熱排到房間裡。熱在自然狀況下只會從溫暖的地方流向寒冷的地方,但冰箱用電讓機器運轉,把熱從寒冷的內部抽到溫暖的外面。冷氣機也是用同樣的原理運作。

琥珀
琥珀冰箱背面溫溫的,是因為它正努力把裡面的熱排出去呢。

冷媒的變遷

長久以來,冷媒一直使用一類俗稱「氟利昂」的物質。其中有些會破壞臭氧層,有些會大幅加劇全球暖化,因此使用逐漸受到限制。根據日本環境省的說明,日本在2020年以前,已全面停止生產會破壞臭氧層的那幾類氟利昂。現在的家用冰箱,越來越多改用異丁烷這種自然界原本就存在的物質作為冷媒。

想知道更多

  • 根據日本資源能源廳的試算,把冰箱裡的東西從塞滿減少到一半,一年可以節省43.84度(kWh)的電。
  • 咖哩或湯等熱的東西直接放進去,會讓冰箱內溫度上升、多耗電,所以最好放涼後再放入。
  • 冷氣機和冷凍冷藏設備常用的一種氟利昂,讓地球變暖的能力約是二氧化碳的2000倍。
琥珀
琥珀冰箱是靠冷媒把裡面的熱抽出去的「熱的搬運工」。熱的食物,請先放涼再放進去吧。

三選一小測驗

冰箱是怎麼讓裡面變冷的?

看答案
  1. 把裡面的熱搬到外面
  2. 製造冷空氣送進去
  3. 製造冰塊來降溫

把裡面的熱搬到外面 管子裡的冷媒在內部蒸發時吸走熱,到外側變回液體時,再把熱釋放到房間裡。

參考資料

  1. Refrigerator / Heat Flow to Hotter Region (HyperPhysics)Georgia State University(アメリカのジョージア州立大学、物理学の解説)(英文)
  2. 自然冷媒について環境省 自然冷媒普及促進サイト(日文)
  3. 家庭でできる省エネ(キッチン)資源エネルギー庁 省エネポータルサイト(日文)

本文內容是在 2026-10-03 確認上列資料後撰寫的。隨著研究進展,說明也可能改變。照片的出處標示在各照片下方。