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冷蔵庫と冷凍庫。

この時期は食品の保存が大変だ。なので、夏前とはいえ冷蔵庫はとても地味ながら活躍する重要な電気製品だ。
昨今の節電、省エネの視点から、冷蔵庫の買い替え需要も相当高まっていると聞くが、基本的に『電源を落とさず稼動し続ける前提』である冷蔵庫。冷蔵庫や冷凍庫の保存の仕方でも十分に節電は出来る。
開け閉め回数を減らすのは当然として。

かなり長文。

しかしまぁ、なんと読みづらい文章であることか。
「冷蔵庫」と「冷凍庫」が混在していることで、文章がワケわからん状態に。ゆるして。

詰め込み禁止と詰め込み推奨

一般的に、『冷蔵庫には食品は詰め込みすぎない方がいい』というのは認知度が高い。これは冷蔵庫が仕組み上、冷気を循環させることで冷却する為、空気の循環ができない詰め込みすぎの状況は、『冷やしすぎる場所と、全く冷えない場所』のムラを生み出し、食品の保存状態が悪くなる点で意味がないだけでなく、無論節電という意味で効果は薄い。
一方、あまり認知が進んでいないのが『冷凍庫には(適度に)食品は詰め込んだ方がいい』である。冷凍庫も冷蔵庫と同様に仕組み上冷気を循環させることで冷却するのは同じだが、既に冷凍されている食品同士が保冷剤の代わりになり、蓄熱してくれるからだ。

物質の三態変化?

話は突然変わるが、上のことを理解するのに『物質の三態変化』を理解しておくとわかりやすい。

この言葉は、小学校のときに習ってもう忘れている人もいるかも知れないが、水でたとえれば『氷、水、水蒸気』に変化する事である。つまり『固体、液体、気体』だ。
これは『温度』による形態変化であるが、温度とは『熱エネルギー』である。エネルギーが高い状態は、分子が活発に動きまわる状態で、エネルギーが低いと、動き回らなくなる。固体とは、『分子の熱エネルギーが奪われて固まっている状態』であり、気体とは『分子の熱エネルギーが沢山与えられて飛び回っている状態』である。
大雑把に言えば。

固体、液体、気体の違いとして(例外はあるが)基本的に『容積』もある。同じ重さ(物質量)でも熱エネルギーにより容積は変わり、固体が一番小さい状態で、気体が一番大きい状態になる。逆に言えば、同じ容積でも気体は密度が薄い状態と言える。

冷凍庫はなぜ詰め込んでいいのか。

前段で冷蔵庫は『冷気を循環させる』と書いた。
つまり、冷蔵庫は『空気をまず冷やし、それで物質を冷やしている』である。

言葉を補うのであれば、

冷蔵庫の仕組みは、
『密度の低い空気で、密度の高い物質から熱エネルギーを奪う』(熱交換)

である。少数のまばらな兵隊で、密集している大軍に攻め込むようなものだ。
これが、如何に大変でエネルギーを使う事なのか、わかっていただけるだろうか。

仕組み上、冷蔵庫も冷凍庫も同じである。冷気で物質を冷やすのに違いはない。
では、なぜ『冷凍庫は詰め込んでいい』になるのか。

『温度が低く、固形化されている食材同士を密着させやすい状態だから』

である。なので、密着させている食材同士が熱エネルギーを奪い合い、冷凍状態を維持しやすくなるのだ。空気と違い、密度が高い食材同士が保冷財の代わりになるといったのは、この事である。

おまけ。空気の熱エネルギー。

ここまで読んで、『熱エネルギーを奪う?空気は気体なんだから熱エネルギーが高いんじゃないの?』という疑問を持った人がいたら、ご名答。

しかし、それは物質により『三態変化』する温度が違うということを忘れているからだと思われる。

常識的に、水は『固体←(0℃)← 水 →(100℃)→水蒸気』だが、空気に関しては忘れられがちだ。
地球の空気は、ほとんどが窒素と酸素だ。だいたい8割と2割。
この空気が液体になるのは、『固体窒素←(-210℃)← 液体窒素 →(-196℃)→窒素』、『固体酸素←(-219℃)← 液体酸素→ (-183℃)→酸素』であり、冷凍庫の一般的な温度である『-12℃〜-18℃』ぐらいでは、ピクリとも液体にならない温度であり、この温度の空気を使って、物質から温度を奪っているのである。

ついでにいえば、物質がぶつかることで熱交換が行なわれるので、(外気温が同じだったとしても)風のない日よりも、風のある日の方が寒く感じるのは当然の事である。

氷を入れたジュースやアイスコーヒーをかき混ぜると速く温度が下がるのも、この熱交換が活発に行なわれるからである。

まとめ。

冷蔵庫で熱交換を活発に行なわせる為にも、冷蔵庫への入れすぎは注意しましょう。
冷凍庫は蓄熱させる為にも、適度に入れすぎ状態を保ちましょう。
冷凍庫に食べ物を保存するときは、空気は出来るだけ抜きましょう。

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