Wie kühlt der Kühlschrank? Ein Kühlschrank macht nicht „kalt“. Er transportiert Wärme – aus dem Inneren hinaus in die Küche.
Ein Kühlschrank ist eine Maschine, die Wärme von einem kalten Ort (Kühlraum) zu einem wärmeren Ort (Küche) transportiert.
Das ist bemerkenswert, denn ohne Hilfe würde Wärme immer von warm nach kalt fließen. Genau das beschreibt der zweite Hauptsatz der Wärmelehre.
Damit Wärme trotzdem aus dem kalten Kühlschrank in die warme Küche gelangt, muss der Kühlschrank Arbeit verrichten. Darum braucht er Strom.
Wikipedia: Kühlschrank | Wärmepumpe | Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre | Kreisprozess
Das Grundprinzip
Im Inneren des Kühlschranks zirkuliert ein spezielles Kältemittel. Es hat einen sehr niedrigen Siedepunkt (etwa −30 °C).
Dieses Kältemittel kann also schon bei niedrigen Temperaturen verdampfen. Und genau das nutzt der Kühlschrank aus.
Verdampfen: Wärme wird aufgenommen
Im sogenannten Verdampfer, der sich im oder nahe am Kühlraum befindet, verdampft das flüssige Kältemittel.
Zum Verdampfen braucht es Energie. Diese Energie wird dem Innenraum des Kühlschranks entzogen. Der Kühlraum verliert Wärme – er wird kalt.
Verdichten: Wärme wird abgegeben
Das nun gasförmige Kältemittel wird vom Kompressor angesaugt. Der Kompressor verrichtet Arbeit und bringt das Gas auf hohen Druck.
Durch den hohen Druck wird das Kältemittel wieder flüssig. Dabei wird Kondensationswärme frei.
Diese Wärme wird über die Rückseite des Kühlschranks an die Küche abgegeben. Darum fühlt sich die Rückwand warm an.
Ein Kreisprozess
Nach dem Verflüssigen fließt das Kältemittel wieder zurück in den Verdampfer. Dort beginnt der Vorgang erneut.
Der Kühlschrank arbeitet also ständig in einem Kreisprozess: Verdampfen – Verdichten – Verflüssigen – Zurückfließen.
Warum wird die Küche wärmer?
Der Kühlschrank erzeugt keine Kälte. Er verschiebt Wärme.
Zusätzlich zur abgeführten Wärme aus dem Innenraum kommt noch die elektrische Energie des Motors hinzu. Darum wird die Küche insgesamt wärmer.
Was muss man sich merken?
Ein Kühlschrank transportiert Wärme von kalt nach warm. Das geht nur mit Energiezufuhr. Er ist eine Wärmepumpe, die in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet.
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