答:在日常生活中我們可以看到,一杯熱水會自然地冷卻到周圍的環境溫度為止,一塊冰會在0℃以上的環境中自然融化成水。但是水不會自發地降低到比周圍空氣更低的溫度而結冰。這些現象說明自然界的一個基本規律:熱只能自發地從高溫物體傳給低溫物體,而相反的過程不能自發地進行。
用人為的方法獲得比環境更低的溫度,是可以實現的。但是,這需要花費一定的代價,即消耗一定的能量(功,電能等)才能實現。這種人為地獲得低溫的過程,就叫“制冷”。
我們常見的冰箱、空調機就是靠制冷機實現制冷過程而獲得低溫的。它必須要消耗電能,帶動壓縮機工作。制冷機中循環工作的物質叫“制冷劑”。它是一種低沸點的物質,常用的有氨、氟里昂等。將這些工質在氣態壓縮后,在常溫下就能在冷凝器中放出熱量而冷凝成液體。再通過節流膨脹降壓,使其飽和溫度降低到比環境更低的溫度。它就可以通過在蒸發器中蒸發吸熱,來冷卻別的物質(空氣、水、食物等),達到制冷的目的。工質本身則在蒸發器中吸熱氣化后,又返回到壓縮機中再次壓縮。如此循環地工作,實現連續制冷。
在制氧機中,要將空氣溫度降低到液化溫度,這也是一個制冷過程,因此,必須有壓縮機,并以消耗電能為代價。只是制氧機中是以空氣為工質,靠將空氣先壓縮、再膨脹的方法達到降溫的目的。然后再來冷卻空氣本身,直至達到液化溫度而被液化。