从电冰箱到臭氧层

PAGEPAGE2随着人们生活水平的提高，电冰箱也得到了有效的普及，电冰箱的生产技术也有了突飞猛进的发展。但是，真正了解电冰箱制冷原理的人却是少之又少，现在，我就带您走进电冰箱的世界，认识电冰箱。（1）

电冰箱的制冷原理：与普通人的感觉完全不同，冰箱并不是“制造冷气的机器”，而是一种用来吸收食品中的热量的装置。它利用称为“制冷剂”的液体，将食品中的的热量“抽取”出来并转移到冰箱外面。致冷剂通过冰箱的一系列装置流动，主要包括3个基本的部件：压缩机、冷凝器和蒸发器，并不断重复同一个制冷循环（近似卡诺循环）。除少数环保冰箱外，现在普通家用冰箱的制冷剂大多还是氟利昂（主要是二氯二氟甲烷），它储存在冰箱的专用容器中。当冰箱开始运转时，电动机带动压缩机开始工作，吸入处于低压和常温状态不的氟利昂蒸气，将其压缩成为高温高压为（约为10几个大气压）的蒸气。这些处于高温高压状态下的氟利昂蒸气离开压缩机后被送往冷凝器。冷凝器是一种被多次弯曲的管子，称为“蛇形管”，一般是被安装在冰箱背后。由于进入冷凝器的氟利昂蒸气的温度比室温要高，热量就通过蛇形管的管壁向外散发，这样氟利昂蒸气的温度就降低了并从气态冷凝为液态，随后它离开冷凝器流向蒸发器。蒸发器由另一个蛇形管构成，同冰箱的内部接触。这个蛇形管比冷凝器的蛇形管要细一些，因此氟利昂的流动速度就加快了，随之而来的就是压力骤然下降。这符合所谓的伯努利原理。由于在蒸发器中压力急剧降低，氟利昂便剧烈蒸发，从液态变为气态，伴随这一过程的是温度降低。由于热量总是从较热的物体向较冷的物体上转移，所以冰箱中较热的食物就将热量转移到流动着氟利昂气体的蛇形管上，从而达到制冷的目的。由于氟利昂会破坏臭氧层，现在已经被逐渐淘汰，改用其他的制冷剂，但它们制冷的原理是一样的。冰箱主要有两处类型。一种是像家用冰箱那样的立式冰箱，另一种是通常为商店采用的柜式冰箱即冰柜。柜式冰箱用起来不太方便，但比前一种效率更高。事实上，每次打开家用冰箱的门时，由于冷空气比重大，大量量冷空气会向下流动并被热空气替代。但这种现象是不会在柜式冰箱上发生的，而且柜式冰箱的优点还在于它很少有除霜的必要。（2）什么是氟利昂，臭氧的化学性质和生化作用，为什么氟利昂会破坏臭氧而形成臭氧空洞氟利昂又名氟氯烷，是含有氟和氯的有机化合物。氟利昂的种类很多，其中可以用作致冷剂的有：氟利昂－12，即二氟二氯甲烷，分子式为CF2Cl2，沸点为－29．8℃；氟利昂－11，即一氟三氯甲烷，分子式为CFCl2，沸点为23．7℃；氟利昂－22，即二氟－氯甲烷，分子式为CHF2Cl2，沸点为－40．8℃。它们都是无色，无味、无毒、无腐蚀性的气体。由于它们很容易液化，所以是一种很好的致冷剂。其中以氟利昂－12应用的最早和最广，它已有50多年的应用历史。目前我国和大多数国家仍在广泛应用。使用氟利昂也有很多缺点，特别是氟利昂－12和氟利昂－11，它们的渗透能力很强，容易漏气，且不易发现。这种气体遇到明火，或温度达到400℃以上时，便分解成有毒的氟化氢和氯化氢，并放出有毒的光气。更重要的是这种气体还能破坏臭氧层，使臭氧层造成空洞。再加之它的价格贵，对橡胶、塑料有腐蚀作用，现在国际上已禁止氟利昂－12和氟利昂－11再作致冷剂使用，但氟利昂－22并不在禁止之列。氟氯代烷的化学性质很稳定，在低层大气中基本不分解，上升到平流层之后，在紫外线的照射下分解出氯原子，参与破坏臭氧的反应。反应式如下

Cl+O3——ClO+O2

ClO+O——Cl+O2

总反应为O3+O——2O2从上面的反应式我们可以看出，在这个反应中，氯起到了催化剂的作用，而臭氧被不断消耗，形成氧气，最终导致形成了臭氧空洞。高一、一班课题组

指导教师：李胜高

组

长：谢

华

组

员：唐超

蔡琴

尹强

李坤

黄林

随着时代的进步，人民

的生活水平在逐步改善。人民的生活过得越来越舒适，坐在家里享受着现代物质文明成果。

夏天快到了，人们穿着凉爽的衣服，吃着冰凉的冰淇淋，坐在家里享受着从空调机里吹出来的自然风，我们感觉不到夏天的到来。正当我们享受着这些的时候，却不知冰箱和空调给我们的环境带来了多大的灾害，它们所释放出来的氟氯代烷正在快速的“吞噬”臭氧。如果臭氧被大量吞噬，那么日光中的紫外线就会对人体的皮肤造成更大的伤害，并且还会使地球的温度升高，造成温室效应。

我想说如果没有了臭氧，那大气就可以说失去了意义，也就谈不上什么生存了。所以我们再次强调臭氧受到破坏的危害。为此我们的调查十分必要也十分有意义。

自然界中存在的臭氧有90%集中在距地面15km-24km的大气平流层中，

这是氧气经太阳系外线照射而形成的（3O2

2O3）。臭氧能吸收日光中波长为2.0×10-7m-3.0×10-7m的电磁波，因此能滤掉日光中99%以上的紫外线，对地球表面形成保护层。

但，近半个世纪以来，大气中的许多有害气体，特别是作为电冰箱、空调机制冷制剂的氟氯代烷的大量排放

，漂浮在高层大气中，在太阳紫外线高能辐射下，分解出氯原子，氯原子能迅速跟臭氧分子作用消灭掉氧，然后又立即恢复原状，重新消灭掉臭氧分子，因而使臭氧层中的臭氧日益减少。1984年发现南极上空出现了臭氧空洞，面积与美国国土面积差不多。接着有发现北极上空出现了臭氧层臭氧也减少了15%。1994年10月臭氧空洞曾一度蔓延到南美洲最南端的上空。1998年，南极的臭氧空洞已扩大到2700万平方公里，快接近三倍的中国国土面积。

不仅在南极、北极、欧洲上空，甚至在亚洲上空也发现了臭氧层损耗的现象，根据世界各国地面观测站对大气臭氧总量的观测，发现自1958年以来，全球臭氧总量有逐年减少的趋势。特别是70年代初，减少的趋势更加明显。

科学研究证明，大气中臭氧减少1%，照射到地面的紫外线就增加2%，全球白内障的发病率将增加0.6%—0.8%，由于白内障而引发失明的人数将增加10000至15000人；如果不对紫外线的增加采取措施，从现在到2075年，紫外线辐射的增加将导致大约1800万例白内障病例的发生。

紫外线辐射的增加能明显诱发人类常患的三种皮肤疾病。这三种皮肤疾病中，巴塞尔皮肤瘤和鳞状皮肤是非恶性的。利用动物实验和人类流行病的数据资料得到的最新的研究性结果显示，若抽样浓度下降10%，非恶性皮肤瘤的发病率将会增加26%，这种危害对浅肤色的人群特别是儿童期尤为严重。并且证明，长期暴露于强紫外线的辐射下，会导致细胞DNA改变，人体免疫系统的机能减退，人体抵抗疾病的能力下降。这将使许多发展中国家本来就不好的健康状况更加恶化，大量疱疹等疾病的发病率和严重程度都会增加，尤其是包括麻疹、水痘、疱疹等病毒性疾病，疟疾等通过皮肤病传染的寄生虫病，肺结核和麻风病等细菌感染以及真菌感人疾病等。

我们应当携手起来“补天”，减少或者停止使用氟氯利昂和哈龙。例如，生产弹性海棉时使用的发泡剂，生产空调、冰箱使用制冷剂，药用去污剂等等，都会破坏臭氧层。而减少这种破坏，就要改用无氟制冷剂和其它替代品生产冰箱，空调和药用去污剂等等。

值得欣慰的是，在1989年3月5日，123个国家的代表在伦敦召开拯救臭氧层的国际大会。拟定发达国家于1995年，发展中国家推迟到2010年，停止使用氟氯代烷。作为最大的发展中国家——中国已经淘汰了消耗臭氧的物质5万吨。

我们作为中学生，是祖国未来的建设者。应该现在从自己能做的事做起，为保护环境而努力。

我们期待未来，期待那蓝天、白云、地绿、水清的美好环境。

我们大家生活在一个很大很大的地球上，它包罗万象。但在地球上，除了生物，人类难以找到其他可以裹腹的东西，是生物物种为人类提供了食物的来源，它具有重要的科研价值。然而，由于环境污染与破坏，导致大量物种灭绝。现在已经发展到每天消灭一个动物物种的程度，而且物种灭绝的速度仍在继续加快，严重破坏了生态平衡，给我们人类带来了危害。

目前，我们常使用的电冰箱、空调利用了一种叫氟利昂的物质作为热的“搬运工”，把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱外面。氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物质。汽化时它吸热，就像搬运工把包裹扛下了肩，液化时它放热，就把包裹卸下来。

在距离地面20-30km的高空有一层臭氧层，它能吸收太阳辐射来的大量对生命有害的紫外线，是地球上的生物得以进化和生存的重要条件。目前，臭氧层已出现了空洞，经科学家证明就是由电冰箱和空调所造成的。

在一些沿海的地方的人都流行日光浴，把皮肤晒黑，他们以为这标志着健康、美和休闲的生活。但他们不知道过多地照射太阳的紫外线对人体十分有害，轻者皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。

冰箱与空调运用得非常广泛，我们随处可见。目前，我国每年都要生产几十万台的电冰箱与空调。由于电冰箱与空调在20世纪70年代都使用较少，因为那时我们国家都比较贫穷。没有去重视电冰箱与空调的质量、好处、坏处等多方面的问题，我想只要哪个人的家里有没有冰箱与空调，那一定标志着那个人家富不富裕。

现在联合国研制了氟利昂的代用品如R134a、环戊烷等。绿色电冰箱与空调终于走进了千家万户。但由于有些人的见识低，看不远，不考虑电冰箱与空调的质量等问题，只想到一点好处那就是节约钱。

1972年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《蒙特利尔议定书》。我国在1991年签署了《蒙特利尔议定书》，并将于2002年停止生产对人类有害的含有氟利昂的电冰箱与空调。据我调查，有些厂家并不是很情愿地想要生产新型冰箱与空调。因为想要生产新型冰箱和空调就必须要改进设备、装置和原料配方。投入大量的资金和增加生产成本。

那如何来改变人们的思想态度，让他们成为一个合格的消费者呢？如何来改变厂家的态度，让他们成为一个合格的生产者呢？想要改变消费者的态度与思想，我们可以通过宣传教育，让他们增长对环保的意识与看法，消费者经过宣传教育，可以自我进行教育，自觉去购买绿色产品，还可以以主人公的责任感将购买绿色产品的益处传播给别人。此外，消费者的选择与倡导可使厂家去改进生产绿色产品。但许多人都想买到一些价廉物美的产品，把环境问题作为一种次要。从销售者与生产者来说，钱乃第一位，从而也忽视了环境问题。因此，我们必须要由法律出面，运用国家强制力来保护环境，不能让降级来换取环境。

执迷不悟的人们，醒一醒吧，让自己的头脑清醒一点，你就可以听见一种脆弱无助的声音在对我们说：“人类你们好狠心，你们破坏了我们的家园——地球，伤害了我们的保护使者——臭氧层，你们好狠心，好歹毒啊！”随着人类活动的加剧，地球表面的臭氧层出现了严重的空洞，1974年被美国加利福尼亚大学的教授罗兰(F.SherwoodRowland)和穆连(MarioMolina)发现。1987年9月16日，全球46个国家的代表在美国纽约签署《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（目前已有170多个国家签署），标志着各国对保护臭氧层的具体行动即将开始。1995年1月23日，联合国大会通过决议，确定从1995年开始，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。旨在纪念1987年9月16日签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。保护臭氧层具体措施（1）采用分步走的方式：考虑到有关经济和技术因素，对ODS的淘汰，规定了不同国家有不同的淘汰速度和淘汰的最后期限。（2）建立多边基金：考虑到发展中国家的特殊要求，在《蒙特利尔议定书》伦敦修正案中加入了建立多边基金这一条款。中国代表团对该资金的建立作出不可磨灭的贡献。多边基金每三年进行增资，由多边基金执委会决定各国项目资助额。（3）开发和使用CFCs的替代品――绿色环保制冷剂：臭氧层已遭到前所未有的破坏，为了人类的共同家园，为了我们的子孙后代，我们的出路只有一条，就是：停止生产和使用CFCs制冷剂，开发和使用绿色环保型制冷剂。保护主题中国的国际臭氧日纪念活动以“加速淘汰消耗臭氧层物质行动”为主题1998年主题是：“为了地球上的生命，请购买有益于臭氧层的产品”1999年国际保护臭氧层日的主题是：“保护天空，保护臭氧层”2000年的主题是：“拯救我们的天空：保护你自己；保护臭氧层”2004年的主题是：“拯救蓝天，保护臭氧层：善待我们共同拥有的星球”2005年的主题是“善待臭氧，安享阳光”2006年的主题是“保护臭氧层，拯救地球生命”2008年的主题为“全球携手，共享益处”2009年的主题为“全球参与，携手保护臭氧层”大家齐参与，保护臭氧层

一、目的：使学生了解环保科研状况，开拓学生视野，丰富学生环保知识，增强学生环保责任感，培养学生从我做起，从身边做起的环保意识，使学生参与环保的实际行动。

二、参加活动人员的年龄：15—19岁参加活动人数：18人三、活动条件：

㈠时间：9月1日—9月16日㈡场所：附近超级市场，电器商场，物理实验室；美的、科龙或其它电器厂家，快餐店，电脑室㈢所需物品：

1.实验器材：铜导线，铁棒，低压电源，滑动变阻器。2.交通工具：