书城科普读物南极北极哪里冷
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第50章 氟利昂-12的沸点

现在生活在都市的人,都享受着冰箱和空调带过我们的好处。无论是冰箱和空调,都要大量使用制冷剂。

目前,大部分制冷设备采用压缩式制冷,其原理是利用制冷剂在低温下沸腾吸热,由于沸腾吸热时的温度低于制冷对象的温度,制冷对象的热量就传递给了制冷剂,制冷对象的温度就降低。通过压缩机做功,使吸热后的制冷剂温度和压力升高,把热量传递给环境。然后,通过节流降压,制冷剂重新在低温下沸腾吸热,进行循环制冷。历史上曾用过氨、二氧化碳、二氧化硫、空气等作为制冷剂。1930年美国杜邦公司发明了氟利昂。因为具有容易液化、没有气味、没有毒性、没有腐蚀性、不会燃烧等优点,氟利昂迅速得到广泛使用。除用作制冷剂外,它还可用作发泡喷射剂等,日常生活中俗称“摩丝”的喷发胶里就含有氟利昂。

氟利昂实际上是氟氯烷的总称。常用于制冷剂的有: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℃。

经过50多年的使用后,氟利昂的缺点和危害也逐渐被人们发现。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,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。

更为严重的是,氟利昂能破坏大气的臭氧层,使臭氧层出现空洞,已经成为温室效应的罪魁祸首之一。

位于大气平流层中的臭氧,能吸收太阳辐射的高能紫外线,臭氧层是保护地球免受太阳紫外线等宇宙辐射的防御体系。而高能紫外线对人和动物的健康影响很大,过量照射紫外线会引发皮肤癌、白内障等疾病。

氟利昂分子很稳定,在对流层中几乎不发生化学反应。但是,当它们上升到平流层后,在强烈的太阳光辐射作用下,含氯的氟利昂分子会离解出氯原子。氯原子与臭氧分子反应后,生成氧气分子和一氧化氯基。一氧化氯基不稳定,很快变回氯原子,氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基。就这样循环往复的连锁反应,一个含氯氟利昂分子能破坏多达10万个臭氧分子。

现在,许多国家已经禁止含氯氟利昂的生产了。1987年出台的大气臭氧层保护的重要历史性文件《蒙特利尔议定书》,要求到2000年全球的氟利昂削减一半。中国也履行了《蒙特利尔议定书》。

为了满足工业生产和生活需要,一方面,科学家们正在开发氟利昂的替代产品;另一方面,科学家们正大力研发压缩式制冷之外的新型制冷技术。