Peti sejuk

Sebuah peti sejuk gunaan rumah.

Peti sejuk, peti ais (juga lemari es Ind.) atau kulkas ialah alat mekanik untuk menyimpan dan memeliharakan makanan yang cepat rosak. Alatan ini pada dasarnya direka bentuk sebagai unit penyejuk dengan petak sejuk beku yang berkongsi sistem penyejukannya dengan lagi sebuah petak untuk suhu sejuk yang dikekalkan di luar takat sejuk beku.

Peti sejuk merupakan rekaan yang agak moden, bersama-sama dengan alat-alat dapur yang lain. Alatan ini menggantikan kotak ais yang merupakan barang kegunaan rumah selama hampir satu setengah abad.

Unit-unit penyejukan perdagangan telah digunakan selama hampir 40 tahun sebelum pengenalannya untuk kegunaan rumah. Ini disebabkan sistem ammonia yang digunakan menyebabkannya tidak selamat untuk kegunaan rumah. Peti sejuk sebagai alatan rumah diperkenalkan pada dekad 1920-an, dan diterima secara meluas pada dekad 1930-an ketika harga turun dan bahan-bahan penyejuk tiruan, seperti freon dan R-12 diperkenalkan.

Peristilahan

Perkataan peti sejuk merupakan pinjaman terjemah daripada perkataan Belanda: koelkastcode: nl is deprecated dipakai di Malaysia dan Singapura; kata Belanda ini diserap sebagai kulkas yang lebih lazim dalam bahasa baku Indonesia.

Sejarah

Semasa cuaca panas, kita memerlukan sesuatu yang dingin untuk menyejukkan badan kita. Kita juga memerlukan tempat yang sejuk untuk menyimpan barang-barang yang mudah rosak seperti sayur-sayuran, lauk-pauk, dan lain-lain lagi. Oleh itu, pelbagai cara dilakukan untuk mengatasinya.

Masyarakat zaman dahulu telah mencuba pelbagai cara untuk mendapatkan tempat yang sejuk. dan kelayinan antara penyejuk bekuan dan penyamanan udara,Misalnya pada tahun 1000 SM, rakyat China memotong dan menyimpan ais. Sekitar 500 SM pula, orang Arab dan India membekukan air pada waktu malam dan menyimpannya dalam bekas bagi mengelakkan ais itu cair. Pada abad ke-18 pula, masyarakat England akan mengutip ais semasa musim sejuk dan menyimpannya dalam rumah sejuk. Ais itu dibungkus dengan meletakkan garam dan disimpan di bawah rumah agar ais itu sentiasa beku untuk kegunaan semasa musim panas.

Pada abad ke-19, kotak ais telah digunakan di England. Para ilmuan telah mencuba pelbagai cara untuk mencipta sebuah mesin yang dapat menyejukkan. Oleh itu, kaedah penyejukan pertama telah dicipta oleh William Cullen dari Universiti Glasgow, Scotland pada tahun 1748. Kemudian pada tahun 1805, Oliver Evans, seorang pencipta Amerika Syarikat, telah mereka mesin peti sejuk yang pertama. Hasil daripada rekaan Evans telah mendorong pereka lain untuk mencipta peti sejuk yang lebih baik.

Dalam tahun 1844, John Gorrie, seorang doktor dari Florida telah menghasilkan satu alat yang berasaskan ciptaan Evans untuk membuat ais bagi menyejukkan udara untuk merawat pesakit-pesakit kuning. Peti sejuk perdagangan yang pertama untuk menyejukkan makanan telah dijual oleh Syarikat General Electric pada tahun 1911. Namun, peti sejuk yang lengkap telah dicipta oleh Alfred Mellowes pada tahun 1915.

Prinsip pengendalian

Rajah 1: Kitar pemampatan wap bahan penyejuk

Rajah 2: Rajah suhu-entropi

Sesebuah peti sejuk berfungsi melalui prinsip penyejatan cecair penyejuk. Apabila seuatu cecair menyejat, suhu akan turun kerana tenaga haba telah diserap untuk mengatasi daya tarikan antara molekul-molekul cecair supaya molekul tersebut boleh melepaskan diri menjadi gas.

Untuk membolehkan prinsip tersebut dapat diaplikasikan secara berterusan, sesebuah peti sejuk berfungsi dengan menggunakan satu kitar termodinamik (rujuk Rajah 1) yang terdiri daripada pemampat, kondenser, pemeluwap dan injap pengembangan. Setiap komponen dihubungkan melalui satu saluran bahan penyejuk. Bahan seperti R-12 (CFC) ataupun R-134a (HFC) digunakan sebagai bendalir penyejuk.

Pemampat memampatkan gas bahan penyejuk kepada bentuk cecair. Proses pemampatan gas tersebut untuk menukarkannya kepada cecair menyebabkan peningkatan suhu cecair penyejuk, maka haba disingkirkan melalui satu pengubah haba yang kelihatan seperti radiator kereta, dikenali sebagai kondenser. Cecair yang telah disejukkan itu kemudiannya akan mengalir ke injap pengembangan, satu injap bukaan kecil yang menukarkan cecair tersebut kepada titisan halus yang bertukar kepada gas apabila menyejat semasa melalui pemeluwap yang biasanya ditempatkan pada bahagian kotak pendingin air batu. Penyejatan gas bahan penyejuk menurunkan suhunya.

Seterusnya, gas bahan penyejuk menyerap haba daripada makanan, menjadikan makanan sejuk. Selepas menyerap haba daripada makanan, gas bahan penyejuk kembali semula ke pemampat.

Kesan termodinamik bagi proses penyejukan boleh difahami melalui gambar rajah fasa suhu-entropi (Rajah 2). Proses pemampatan adalah proses seentropi yang menaikkan tekanan wap bendalir penyejuk serta suhunya (peringkat 1-2). Haba yang terhasil akibat proses mampatan disingkirkan melalui kondenser, iaitu proses setekanan (peringkat 2-3). Penyingkiran haba bendalir penyejuk seterusnya menukarkan fasa bendalir penyejuk daripada keadaan wap kepada keadaan cecair (proses 3-4). Apabila melalui injap pengembangan, cecair bendalir penyejuk akan bertukar menjadi campuran cecair-wap (peringkat 4-5), menurunkan suhu bendalir tetapi meningkatkan entropinya. Akhir sekali, campuran cecair-wap penyejuk akan bertukar kepada wap sepenuhnya di dalam pemeluwap (peringkat 5-1), suatu proses setekanan.