书城科普读物改变历史的科学发明·实验·预言
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第47章 “吃”灰的机器——吸尘器

面对家庭的零乱和肮脏,人们现在只需轻按电钮,就可以解决这个问题。吸尘器的问世使人们从繁重琐碎的劳动中解放出来,还人们一个整洁舒适的环境。

最早发明吸尘器的是美国人斯潘格勒。他是美国一家百货公司的勤杂工,由于长期使用原始的工具打扫,肺中吸入了不少灰尘,使他得了慢性呼吸道疾病。于是,他决心发明一种能吸灰尘的机器。他找来一只装满肥皂的木箱,用胶布把所有的缝隙都围上,箱子下面装上轮子,箱子的一头装上扫帚,马达带动滚筒,用来排出箱内空气并把扫帚扫拢的灰尘吸入木箱,斯潘格勒试验获得了成功。

1811年,英国人霍斯又设计制造了一种手动式的吸尘器,但是,很不实用,无法推广。1876年,英国人皮塞尔制成了一种新型的吸尘器,他不但带着装灰的箱子,还能按地面不同的情况更换刷子,可是吸尘效果仍不是十分好。

1901年,英国工程师赫伯特·布思在一次试验中趴在地上,大张着嘴,嘴上蒙着手帕。只见他使劲一吸,灰尘附在了手帕上。他发现可以用真空来吸灰尘。经过一段时间的研究,布思终于制造出了一台有效的真空吸尘器。它有一个汽油发动机,而且有过滤器,一块滤布留住污物。布思打算公开试验他研制出来的这台新机器。67一天,在伦敦的一条街上,行人优雅地走着。突然,一声巨大的声音扰乱了平静,然后夹杂着马匹的嘶叫声。人们都害怕极了,纷纷朝喧闹处跑去。一匹白马扬起前蹄,嘶鸣着。再一看,地上躺着一条巨蟒似的管子,长长的管子连着一台很大的机器。

“就是它发出难听的声音。”警察出面了,“布思!注意点!这可是大街上,万一惹出什么祸事来,你可得负责哦!”布思笑道:“非常对不起,我只是想试试机器怎么样。现在看来,它的缺点可不小啊。”

旁边有人说:“你这有什么用嘛,这么大的噪音,让马都受惊了。”

这个街景便是布思在试验他的吸尘器时所发生的。吸尘器体积太大,在清扫街道时不得不用马拉到街上去,而机器的声音却让马受了惊,引得警察先生与路人纷纷驻足观看。

布思的吸尘器给美国发明家J·默里·斯彭格勒留下了深刻的印象。

他在1900年制作了一台较小的供家庭使用的吸尘器,并把这个设计的专利卖给了一个叫做威廉·H·胡佛的马具制造商。

1908年,胡佛着手生产一种小型的吸尘器,结果证明它很受人们欢迎。从那时起,真空吸尘器就以“胡佛”牌而广为人知。在1952年,又出现了竖式吸尘器,在整套组建中装有吸入道、垃圾袋和把守,小巧玲珑,普及率高。

家庭“小魔柜”——电冰箱电冰箱的发明使人们能在炎炎夏日享受冰凉,使食物能长时间保持新鲜,极大地改善了人们的生活质量。

电冰箱已有80多年的历史。第一台电冰箱是1923年,瑞典两位工程师浦拉腾和孟德斯制成的。

我们知道,物体存在三态——固态、液态和气态。在三态转换过程中都涉及到热量的吸收和放出问题。我们利用液态和气态之间的变换,通过吸热和放热来达到热量的传递和交换。

另外,人们将一定量的气体密闭在某一容器内加以压缩,气体温度就会升高;反过来,让压缩的空气迅速膨胀,气体温度就会降低。

在一次压缩和一次膨胀的过程中,也会有放热和吸热的过程发生。68电冰箱制冷作用,就是借此来完成的。只是在实际使用中,热传递的媒质不是用水而是用了冷凝剂——氟利昂。因为氟利昂的转换温度非常低,在29.8℃就能由液态变换成气态。只要它周围的环境吸收热量,就会由液态向气态转换。在转换的过程中,就能使周围环境(空间)温度降下来,达到冷凝作用。

当然,利用氟利昂在冰箱内制造低温,实际上还需要配一台性能好的压缩机,以提高其制冷效果。压缩机的作用,是将经吸热而蒸发成气态的氟利昂,通过压缩,使之成为不但是高温而且是高压的气体,高压气体就能较顺利地通过一组长长的留在冰箱外的散热管并向周围空间散热。散热的高压氟利昂成为液态。再强行穿过几根只有头发丝细的毛细管,让液态氟利昂体积骤然膨胀,液态氟利昂又会汽化。

在汽化的过程中,又迅速大量吸收热量。如此循环反复,就会使冰箱内温度不断下降。

如果我们在冰箱内安装一个感温器件,就能实现冰箱内温度的自动控制。因为当冰箱内温度达到设定的温度时,感温器件就会推动相应的机构,让压缩机停止工作;反之,就可接通电路,让压缩机重新启动。这样就能通过感温器件控制压缩机的开启和关停,达到自动控制温度的目的。

这里特别要提到氟利昂的问题。冰箱用制冷剂把氟利昂作为首选对象,但谁也未曾料到,它竟与氯氟烃类化合物一样,会严重地污染大气,造成对大气臭氧层的破坏。

但迄今为止,全球臭氧由于氟利昂等影响已减少3%,在地球的南极上空,已出现了臭氧层“空洞”,紫外光可以毫无阻挡地施虐于人类。因此,人类目前正在致力于研究更新型安全的电冰箱制冷剂,以利于人类安全。