「電気冷蔵庫は、なぜ冷えるの ?」 おもしろ科学質問箱 9

物を冷たくするには、物から熱をうばいとらなくてはなりません。冷蔵庫というのは、冷やしたものから熱をうばって、その熱を外にすてる必要があります。液体が気体にかわるとき(蒸発するとき)に、まわりから熱をうばうために、冷たくなります。注射する前にアルコール消毒すると、スーと涼しく感じるのも、アルコールが蒸発して、皮膚から熱をうばったためです。夏など、道に水をまくと涼しくなるのも同じ理由で、まいた水が蒸発し、地面の熱をうばったためです。

昔から、たくさんの科学者や発明家が、この蒸発するときに物が冷えるという原理を使って物を冷やす機械をこしらえる努力をしてきました。でも、なかなか実用化できる考え方がみつかりませんでした。1823年、「電気学の父」とたたえられるイギリスのファラディという科学者は、大きな発見をしました。アンモニアガスを圧縮したところ、液体に変わったこと。そして、液体のアンモニアを蒸発させたところ、熱をうばって冷えたこと。この2つの変化を電気の力で活用したのが、電気冷蔵庫の原理です。

現在の電気冷蔵庫の多くは、熱をはきだしたりすいとったりして、ものを冷やす物質(これを冷媒といいます)に、アンモニアではなく、フロン(フレオン)を使ってきました。この仕組みは、次の通りです。

冷蔵庫の心臓の役割をになうのが、コンプレッサー(圧縮機)で、自転車の空気入れのように、外から空気を入れてポンプで空気を押しちぢめてフロンガスを圧縮すると、フロンの熱は外へ出され、温度をさげて液体にかわります。液体フロンは、次に蒸発機(冷凍庫はここにあります)で蒸発させてフロンガスに変え、熱をうばわれた冷凍庫が冷えていくのです。気体→液体→気体という循環を電気でおこなうのが電気冷蔵庫の仕組みといってよいでしょう。

最近は、電気冷蔵庫の冷媒にイソブタンなどが使われるようになりました。フロンが、オゾン層という太陽の紫外線を吸収して地球上の生物が紫外線を浴びすぎない役割をする層を、破壊するということがわかってきたためです。

なお、クーラーも、電気冷蔵庫とまったく同じ原理を利用しています。