Wo bewahrt ihr zu Hause die Milch auf? Natürlich im Kühlschrank! Dabei ist es noch gar nicht so lange her, dass verderbliche Speisen mühsam mit riesigen Eisblöcken gekühlt werden mussten, die der „Eismann“ nach Hause lieferte. Erst in den 1950er Jahren war das neue Haushaltsgerät weit verbreitet; erfunden wurde es jedoch bereits Ende des 19. Jahrhunderts.
Kälte ist die Abwesenheit von Wärme
Je wärmer ein Gegenstand ist, desto stärker sind die Bewegungen der kleinsten Teilchen, aus denen er besteht (und umgekehrt). Kalt wird es dann, wenn die Teilchen sich verlangsamen und Energie verlieren. Man kann also eigentlich keine Kälte erzeugen – aber man kann einem Gegenstand Wärme entziehen und die Bewegung der Teilchen bremsen.
Um die Funktionsweise eines Kühlschranks zu verstehen, muss man den grössten Wunsch eines jeden (Materie-)Teilchens kennen: Es möchte möglichst viel „Unordnung“ um sich herum haben. In diesen Zustand gelangt es aber nur, wenn genug Energie zugeführt wird. Ein Beispiel: Die schöne kristalline Struktur von Eis behagt den Wassermolekülen ganz und gar nicht. Lieber würden sie als freier Dampf durch die Luft schwirren. Doch der Haken dabei ist, dass sie dafür mehr Energie benötigen. Wenn sie diese von irgendwoher bekommen können, beispielsweise als Sonnenwärme, verlassen sie darum den festen Eis-Zustand und verflüssigen sich zunächst, danach verdampfen sie.
Ein Kompressor drückt Gas zusammen
Dieses Prinzip machen sich Kompressorkühlschränke zu Nutze. Wie der Name schon sagt, besitzen sie einen Kompressor, der ein gasformiges Kühlmittel zusammendrückt. Dieses wird dann durch ein Röhrensystem an der Rückseite des Kühlschranks geführt, wo es Platz hat und sich ausdehnen kann – und das will es! Doch um Unordnung zu gewinnen, benötigt es Energie. Und die entzieht das Gas dem Inneren des Schranks in Form von Wärme. Die Folge: Die Temperatur im Kühlfach sinkt.
Die Arbeit des Kompressors ist es, die den Kühlschrank etwa alle 15 Minuten zum Brummen bringt. Wie ein Kühlschrank im Detail funktioniert, kannst du dir übrigens auch in diesem Podcast anhören.
Kühlen auf Kosten der Umwelt?
Eines der Kernstücke des Kühlschranks ist also sein Kühlmittel (das Kühlgas). Zu Anfang verwendete man giftiges Ammoniak, das jedoch bei undichten Kühlschränken austreten und gefährlich werden konnte. Mit der Entdeckung der FCKW’s, der chlorierten Fluorchlorwasserstoffe, war das kein Problem mehr für uns Menschen – allerdings für die Umwelt. Denn die FCKW-Gase wurden beim Verschrotten der Kühlschränke frei und förderten die Entstehung des Ozonlochs und den Treibhauseffekt. Darum sind sie seit Mitte der 90er Jahre verboten.
Moderne Kühlschränke arbeiten wieder mit Ammoniak oder mit den Erdgasen Butan oder Propan. Diese beiden letzteren sind zwar nicht umweltschädlich, aber leicht brennbar. Auch eine Alternative der FCKW’s wird oft verwendet: HFKW's, Hydrofluorkohlenwasserstoff-Verbindungen. Da diese kein Chlor mehr enthalten, wird die Ozonschicht durch sie nicht geschädigt. Zum Treibhauseffekt tragen sie allerdings trotzdem bei.
Wichtig für die Umwelt ist aber nicht nur die Art des Kühlmittels, sondern natürlich auch der Energieverbrauch! Darum gilt: Kühlschrank auf niedrige Kühlstufe stellen, möglichst selten aufmachen und vor allem die Türe nicht offen lassen, während man sich sein Getränk eingiesst.
