筆者 東邪

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每個(gè)年代的中國(guó)都有一些標(biāo)志性象征代表人民的生活水平，例如不同年代的“三大件”。70年代的三大件是自行車(chē)、手表和縫紉機(jī)，到了80年代三大件就變成了電視機(jī)、冰箱和洗衣機(jī)，進(jìn)入90年代后三大件又變成了摩托車(chē)、電腦和空調(diào)。如今中國(guó)特色社會(huì)主義社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了新時(shí)代，你認(rèn)為能夠代表當(dāng)下中國(guó)人生活的三大件是什么呢？

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手機(jī)？電腦？汽車(chē)？不同人對(duì)這個(gè)問(wèn)題有不同的看法，但即使歷史上的三大件再怎么衰落，有一件電器自從誕生之后就經(jīng)久不衰，它就是空調(diào)。如今生活在城鎮(zhèn)或農(nóng)村里的人，沒(méi)有空調(diào)都難以度過(guò)整個(gè)夏天的，更別說(shuō)生活在車(chē)水馬龍的城市里的人。關(guān)于空調(diào)，很多人都有一個(gè)疑問(wèn)，空調(diào)為什么在制冷的時(shí)候會(huì)有液態(tài)水產(chǎn)生？這些水可以進(jìn)行二次利用嗎？

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空調(diào)竟然有上千年的歷史了！

很多人認(rèn)為空調(diào)是現(xiàn)代工業(yè)化的產(chǎn)物，歷史只有短短的幾十年，但實(shí)際上早在公元前1700年前，古巴比倫人就已經(jīng)掌握了空調(diào)調(diào)節(jié)氣溫的原理。他們發(fā)明了一種古老的室內(nèi)降溫方法，原理就是在屋頂上安裝一套風(fēng)桿，作用是引導(dǎo)外界的自然風(fēng)穿過(guò)裝置里的涼水，然后被冷卻的氣體沉落到地面上，從而起到降低室內(nèi)溫度的目的。

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空調(diào)機(jī)器真正的問(wèn)世應(yīng)該是在19世紀(jì)，英國(guó)一位名為麥克·法拉第的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)液態(tài)氨水蒸發(fā)的時(shí)候會(huì)吸收空氣中的熱量，達(dá)到降低周?chē)鷾囟鹊男Ч?。因此他認(rèn)為可以通過(guò)壓縮和液化某一種氣體，然后讓它蒸發(fā)，最后實(shí)現(xiàn)氣溫降低。雖然法拉第最終沒(méi)有根據(jù)這一套原理發(fā)明出最早的空調(diào)，但他這一套理論為之后工程師研發(fā)空調(diào)系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)。

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到了1842年，美國(guó)新澤西州的一位名為埃爾福德·沃爾夫的工程師和同事共同設(shè)計(jì)了第一套空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，然后在紡織廠里面測(cè)試該系統(tǒng)的工作效果。出乎意料的是，該系統(tǒng)的制冷效果出奇地好，大大改善了工人們夏天工作時(shí)的艱難環(huán)境。后來(lái)這一套系統(tǒng)被從紡織廠搬到了商業(yè)大廈中，也取得了巨大的成功，因此沃爾夫被認(rèn)為是空調(diào)系統(tǒng)的先驅(qū)者。

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進(jìn)入20世紀(jì)后，美國(guó)科學(xué)家開(kāi)始嘗試研發(fā)電力推動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)，并且陸續(xù)取得成功。在整部空調(diào)發(fā)展史中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分發(fā)明和改造都是由美國(guó)科學(xué)家、工程師和發(fā)明家執(zhí)行的，如果沒(méi)有他們超越同時(shí)代其他人的努力，全世界也不會(huì)在21世紀(jì)的今天享受空調(diào)系統(tǒng)帶來(lái)的人體舒適感。

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空調(diào)制冷的原理是什么？

介紹完空調(diào)的歷史后，讓我們來(lái)了解一下空調(diào)的制冷原理，因?yàn)檫@是弄清楚空調(diào)里的水滴是如何產(chǎn)生的關(guān)鍵。空調(diào)的工作原理是通過(guò)電力的作用改變物質(zhì)的狀態(tài)，然后利用物質(zhì)的狀態(tài)變化來(lái)吸收室內(nèi)空氣的熱量，將被吸收的熱量轉(zhuǎn)移到室外。因此這是一個(gè)人為制造熱量傳遞的過(guò)程，并不是憑空產(chǎn)生冷氣。

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下面以家用空調(diào)為例，來(lái)介紹空調(diào)具體是怎么制冷的。家用空調(diào)主要有三部分構(gòu)成，一部分是放置在室內(nèi)的蒸發(fā)器，另外兩部分是放置在室外的壓縮機(jī)和冷凝器。室內(nèi)的蒸發(fā)器的主要作用就是吸收室內(nèi)空氣中的熱量，這種效果的發(fā)揮還要依賴(lài)其中的制冷劑。蒸發(fā)器中的制冷劑一般是液態(tài)的，它在蒸發(fā)器啟動(dòng)后被強(qiáng)制吸收室內(nèi)空氣的熱量，然后轉(zhuǎn)化為氣體。

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這部分氣體進(jìn)入壓縮機(jī)后會(huì)被絕熱加壓，從而提高氣體與外界環(huán)境的溫度差。經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和壓縮的氣體最后來(lái)到冷凝器，在冷凝器的作用下氣體又變回液態(tài)形式。這整個(gè)過(guò)程就是空調(diào)將室內(nèi)溫度的熱量傳遞到室外的過(guò)程，人體通過(guò)感官覺(jué)得室內(nèi)變涼爽了，但實(shí)際上空調(diào)不但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的平衡，還增加了熱量的釋放，因?yàn)轵?qū)動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的電力在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)釋放大量熱量。

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為什么空調(diào)制冷的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生水？

一般情況，只要空調(diào)處于制冷或除濕狀態(tài)時(shí)，排水管理就會(huì)有水流出來(lái)，因此有人認(rèn)為是空調(diào)里面的化學(xué)物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)所形成的。空調(diào)里的制冷劑確實(shí)會(huì)被消耗，但空調(diào)管里流出來(lái)的水并不都是化學(xué)物質(zhì)，主要是空氣中的水蒸氣。學(xué)過(guò)中學(xué)物理的朋友應(yīng)該知道一種現(xiàn)象，即水蒸氣遇冷變成液體。

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在一壺?zé)_(kāi)的水上放一片玻璃片，玻璃片的表面很快就會(huì)有水珠產(chǎn)生，這是因?yàn)橐簯B(tài)水受熱蒸發(fā)形成水蒸氣，水蒸氣遇到冷的玻璃壁后又變成了液體。這里需要澄清一個(gè)誤解，很多人認(rèn)為眼睛所看到的霧氣就是水蒸氣，其實(shí)不然，真正的水蒸氣是看不到的，肉眼看到的只是水汽。在自然界中，水蒸氣的形成無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行，關(guān)鍵是看蒸發(fā)的速度和環(huán)境溫度。

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空調(diào)管里流出的水滴其實(shí)不難理解，它就是室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和冷凝器的作用后形成的水珠。首先，蒸發(fā)器里的液態(tài)制冷劑吸收空氣熱量后變?yōu)闅怏w，氣體混雜空氣進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)加熱加壓導(dǎo)致混合氣體保持形態(tài)，進(jìn)入冷凝器后遇冷變回液體，空調(diào)管里的水珠就是這樣形成的。

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空調(diào)水可以用來(lái)拖地澆花嗎？

平時(shí)我們看空調(diào)管里流出來(lái)的水和自來(lái)水一樣透明，于是認(rèn)為這些水可以收集起來(lái)進(jìn)行二次利用，例如用于洗衣服、拖地、沖廁所等等。但實(shí)際上空調(diào)開(kāi)一整晚所產(chǎn)生的水量并不多，更重要的是，這些水其實(shí)并沒(méi)有我們想象中那么干凈，這是為什么呢？原因就在于冷凝器中滋生了細(xì)菌，而且還可能存在有負(fù)面影響的化學(xué)物質(zhì)。

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對(duì)于使用年限較久的空調(diào)來(lái)說(shuō)，它的冷凝器中長(zhǎng)期有室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)，空氣中的微生物可能會(huì)殘留在冷凝器里，然后在長(zhǎng)期的潮濕環(huán)境下進(jìn)行滋生增殖，等到下一次空調(diào)再次開(kāi)啟制冷，冷凝器里的微生物有可能隨著液態(tài)水的流動(dòng)而流出。而且有些空調(diào)的制造工藝并不嚴(yán)謹(jǐn)，冷凝器中加入了有害的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致流出來(lái)的液態(tài)水里會(huì)出現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)。

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根據(jù)空調(diào)的制冷原理，空調(diào)水的本質(zhì)是室內(nèi)空間里的空氣，因此空調(diào)水的質(zhì)量往往反映了室內(nèi)空氣的質(zhì)量。一般情況下，流出管子的空調(diào)水是無(wú)毒的，但并不干凈，因此建議最好不要用空調(diào)水來(lái)拖地或洗衣服，因?yàn)榭照{(diào)水里的細(xì)菌有可能通過(guò)這些途徑對(duì)人體造成感染。

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長(zhǎng)期吹空調(diào)會(huì)造成什么健康問(wèn)題？

每年夏天來(lái)臨之前，許多醫(yī)生都建議人們不要長(zhǎng)期待在空調(diào)房中，因?yàn)槿碎L(zhǎng)期處于密閉空間中會(huì)引發(fā)許多健康問(wèn)題。醫(yī)生通過(guò)對(duì)大量病例的分析發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期處于空調(diào)環(huán)境下的人容易出現(xiàn)頭暈、頭痛、呼吸道感染、關(guān)節(jié)酸痛等問(wèn)題，他們將這些由空調(diào)引起的癥狀統(tǒng)稱(chēng)為“空調(diào)病”或“空調(diào)綜合征”。

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長(zhǎng)期待在空調(diào)環(huán)境中會(huì)造成人體不適或健康問(wèn)題，主要原因有以下幾個(gè)方面。首先，空調(diào)的制冷過(guò)程是不斷將室內(nèi)的水蒸氣抽出的過(guò)程，因此長(zhǎng)期的空調(diào)制冷會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空氣濕度降低，從而對(duì)人體眼睛、鼻子等地方的黏膜產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至導(dǎo)致黏膜病的產(chǎn)生。其次，空調(diào)房一般是封閉的，導(dǎo)致空氣流動(dòng)性差，有利于致病微生物的滋生。

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如果室內(nèi)長(zhǎng)期得不到陽(yáng)光的照曬，那么致病微生物就很難被消滅。曾有研究表明，一間空調(diào)房運(yùn)作5~6個(gè)小時(shí)后，室內(nèi)氧氣的含量降低13.2%，而空氣中白喉菌的數(shù)量上升0.5%，大腸桿菌升高1.2%，紅霉色菌的數(shù)量升高1.11%。這些細(xì)菌不僅會(huì)危害室內(nèi)人員的健康安全，還有一部分殘留在空調(diào)里面，為下一次的危害做準(zhǔn)備，而且還會(huì)影響室外環(huán)境情況。

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再者，人從空調(diào)房走出去后會(huì)產(chǎn)生明顯的溫差感，對(duì)人體內(nèi)部的神經(jīng)系統(tǒng)造成負(fù)擔(dān)。長(zhǎng)期經(jīng)歷冷熱交替的情況，會(huì)對(duì)人體生物節(jié)律和植物神經(jīng)功能造成削弱，進(jìn)而引起身體其他方面的癥狀。從空調(diào)房外走進(jìn)去也會(huì)受到過(guò)冷的刺激，長(zhǎng)期經(jīng)歷過(guò)冷刺激會(huì)導(dǎo)致血管急劇收縮，關(guān)節(jié)長(zhǎng)期受冷而導(dǎo)致關(guān)節(jié)痛。

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越來(lái)越多空調(diào)帶來(lái)什么問(wèn)題？

空調(diào)的普及一方面改善了人們的生活、工作環(huán)境，另一方面也對(duì)人體健康造成了負(fù)面影響。此外，越來(lái)越多空調(diào)的出現(xiàn)對(duì)氣候變暖的惡化也有推動(dòng)作用?？照{(diào)制冷的原理是轉(zhuǎn)換熱量，而不是憑空讓熱量消失，而且空調(diào)的運(yùn)作自身也會(huì)產(chǎn)熱，因此這整個(gè)過(guò)程其實(shí)是熱量增加的過(guò)程。

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近些年來(lái)，我們能明顯感受到夏天越來(lái)越熱了，越熱我們就越想待在空調(diào)環(huán)境中，越多空調(diào)會(huì)導(dǎo)致氣候問(wèn)題越嚴(yán)重，從而陷入死循環(huán)中，對(duì)此你有什么解決的方法呢？


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