炎炎夏日，最美好的事情莫过于坐在空调房里，惬意地喝着冷饮，或看书、或冥想，无所事事地度过一天。
在多数人眼中，空调是调节温度的机器，但在高中物理的世界里，空调的背后隐含着关于 运转机制的思考。
当空调与高中物理梦幻联动，那些关于热量传递过程的知识便涌来了。
众所周知，夏天的室温通常比室外低， 而热量从低温热源传到高温热源需要额外消耗能量。这就涉及 高中物理热力学第二定律的相关知识。
若要对空调运转机制进行具体解读，我们可以从模型入手。从能量的角度看，空调就像一条传送带，不停地把热量从室内传到室外。
而传递热量的过程，则与空调的内部结构有关。
连接室内机和室外机的管线中，充满了制冷剂。 室内的部分称作蒸发器，室外的部分称作冷凝器。
空调正常工作时，需要保证室内的蒸发器温度低于室温，进而吸收室内热量。同时，为了排出室内热量，还要保证室外的冷凝器温度高于室外温度。
于是问题出现了，制冷剂如何做到“在室内温度足够低，在室外温度又足够高”呢？
这就需要 压缩机的帮助了。
我们来看下面这个过程：
红色的箭头可以看作热量的传导。制冷剂经过蒸发器后，带走了室内的热量，此时制冷剂的状态是气态。
但是在既有的认知里，制冷剂似乎都是罐装的液体，这又含有什么秘密呢？
其实是因为，在循环的过程中，制冷剂会不断地进行 物态变化。
当它到达压缩机内部时，便会通过活塞装置实现加压。由于活塞对气体做功，于是气体的内能增大，进而温度升高。
这个过程，与高中物理中的 热力学第一定律及理想气体的内能两个知识点息息相关。
通过上述运行，制冷剂的温度便会高于室外温度。并且，在这个过程中，压强增大，制冷剂被压缩为液态 （压强增大，液体的沸点升高）。
之后，根据红色箭头的指向，制冷剂会经过室外机的冷凝器。由于制冷剂温度高于室外温度，室外机的风扇会快速地把热量散发到室外，给制冷剂降温。
紧接着，制冷剂沿着箭头继续运动，会经过一个被称作 干燥器或减压阀的装置。
在这个装置中，可以通过减小压强的方式，使得液态的冷却剂继续沸腾，变为气态 （压强减小，液体的沸点降低）。
通过物态变化可以知道，液体蒸发的过程中，会放出热量，使温度进一步降低。于是，冷却剂就会回到室内机的蒸发器中，继续吸收室内热量，实现温度调节的循环。
参照下面的图片，我们可以回顾一下，循环中制冷剂的温度变化过程。
经过以上的图 讲解，想必大家对空调运转过程产生了更清晰的认知。
那么，空调工作原理中藏着哪些物理知识干货呢？
知识点小结
理想气体的内能：一定质量的理想气体分子势能为零，只考虑分子动能，因此内能增加的时候，温度一定升高（对应压缩机的活塞对气体做功）。
热力学第一定律：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
热力学第二定律（两种表述方式）：
（1）热力学第二定律的 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
（2）热力学第二定律的 开尔 表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
这些重要考点，你都掌握了吗？
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