🧊 냉장고 안에서 열역학은 어떻게 작동할까?

여름에도 겨울에도 꼭 필요한 가전제품, 냉장고!
그런데 냉장고는 어떻게 내부를 이렇게 차갑게 유지할까요?

단순히 '차가운 공기'를 만든다기보다는,
열역학의 원리에 따라 내부의 열을 외부로 빼내는 장치입니다.

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냉장고는 '열'을 외부로 밀어낸다

우리 주변에서는 높은 온도에서 낮은 온도로 자연스럽게 열이 흐릅니다.
하지만 냉장고는 이 자연스러운 흐름을 거슬러,
낮은 온도(냉장고 안)에서 높은 온도(외부)로 열을 강제로 이동시킵니다.

이때 필요한 것은?
바로 외부 에너지, 즉 전기 에너지입니다!

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냉장고의 주요 부품과 작동 원리

냉장고 내부는 이렇게 작동합니다:

1. 압축기 (Compressor)
   • 냉매(특수한 기체)를 고압으로 압축해 뜨겁게 만듭니다.
2. 응축기 (Condenser)
   • 뜨거워진 냉매가 식으면서 열을 외부로 방출합니다.
   • 이 과정에서 냉매는 액체로 변합니다.
3. 팽창밸브 (Expansion Valve)
   • 고압의 액체 냉매를 급격히 팽창시켜, 온도와 압력을 떨어뜨립니다.
4. 증발기 (Evaporator)
   • 차가워진 냉매가 내부의 열을 흡수합니다.
   • 이로써 냉장고 안은 차갑게 유지됩니다.

👉 이 과정을 끊임없이 반복해서, 내부를 시원하게 만드는 거예요.

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열역학 법칙과 냉장고

냉장고는 열역학의 기본 법칙을 따릅니다:

• 열역학 제1법칙 (에너지 보존)
  → 에너지는 사라지거나 새로 생기지 않고, 형태만 바뀝니다.
  (전기에너지를 이용해 열을 이동시키는 것!)
• 열역학 제2법칙 (엔트로피 증가)
  → 자연스러운 열 흐름(높은 온도 → 낮은 온도)을 거슬리려면 외부 에너지가 필요합니다.

냉장고는 제2법칙을 '어기지' 않고, 전기를 사용해서 자연스러운 흐름을 뒤집는 똑똑한 장치인 거죠.

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한눈에 정리!

❄️ 냉장고는 내부 열을 외부로 빼내기 위해 전기에너지를 사용한다.
❄️ 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기의 순환으로 내부를 식힌다.
❄️ 열역학 제1법칙, 제2법칙을 모두 따른다.