爱因斯坦斯坦发明了什么东西(爱因斯坦发明了什么伟大的发明是什么)

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　　每个人都知道爱因斯坦是一位伟大的物理学家。他突破了“光子”的概念，解释了光电效应，获得了1921年的诺贝尔物理学奖。

　　此外，爱因斯坦还解释了布朗运动的本质，提出了新的固体比热容理论，创立了狭义相对论和广义相对论.

　　 1905年，爱因斯坦提出了狭义的光量子假说和完整的相对论原理，所以这一年被称为“爱因斯坦的奇迹年”。

　　由于爱因斯坦等人的不懈努力，20世纪的物理学发展迅速。然而很少有人知道，这么伟大的物理学家还发明了一台不用插电的冰箱！

　　一次事故，三项发明

　　这个故事发生在1926年的柏林。爱因斯坦在报纸上看到，一家人因冰箱冷凝管破裂导致制冷剂二氧化硫、氯甲烷等气体泄漏而中毒身亡。爱因斯坦开始思考无毒冰箱是否可能，于是去找L.Szilard商量，找到一个可行的。

　　 Leo szilard这个名字你可能不太熟悉，但说到他参与发明的两件事，你一定很熟悉——和核反应堆。

　　匈牙利裔美国核物理学家西拉德(Szilard)构想并讨论了核裂变中维持链式反应的原理，提出了临界质量的概念，参与了曼哈顿计划(美国陆军部研究项目)，并与恩利克费密等人在芝加哥大学建立了人类第一座核反应堆“芝加哥堆-1”(Chicago Pile-1)。

　　西拉德于1958年获得阿尔伯特爱因斯坦奖，1959年获得原子和平奖，并于1961年当选为美国国家科学院院士。

　　让我们回到故事。爱因斯坦和当时的西拉德见面后，详细讨论了当时冰箱的工作原理：这些冰箱都是通过冷凝器中的制冷剂蒸汽液化放热，然后引入与冰室进行热交换的蒸发器。蒸发吸收的热量再次变成蒸汽，通过这个循环实现制冷。

　　制冷剂的沸点与压力有关。压力越高，沸点越高。压力越低，沸点越低。只有控制冷凝器和蒸发器中的压力，才能使制冷剂在规定的温度下液化或蒸发，从而达到循环放热和吸热的目的。

　　爱因斯坦和西拉德。

　　来源

　　原子遗产基金会

　　所以这款冰箱中最重要的结构就是用于减压的膨胀阀(节流阀)和用于增压的压缩机，哪个死哪个方便压缩机。

　　当压缩机对制冷剂加压时，需要做往复的机械运动。爱因斯坦和西拉德认为，这将导致密封部件的损耗和老化，最终使有毒制冷剂——二氧化硫、氯甲烷等气体泄漏，使报纸上提到的那一家人中毒。

　　上个世纪的冰箱

　　来源

　　海报时尚网

　　因此，爱因斯坦和西拉德计划设计一种吸收式冰箱，它不需要移动部件。没有部件之间机械运动造成的损失，制冷剂自然可以被牢牢地密封在内部。

　　与普通冰箱不同的是，这种冰箱不需要电力，只通过改变液体和气体之间的气压来降低温度，从而达到制冷的目的。

　　爱因斯坦和西拉德设计的吸收式制冷机示意图

　　来源

　　

　　他们在蒸汽产生这一步做了改变：通过加热低沸点氨水来代替机械操作，并提供高温高压压缩机来产生制冷剂蒸汽。

　　此外，爱因斯坦和西拉德停止使用有毒的氯甲烷和二氧化硫，而是尝试使用氨水、丁烷和水将氨引入装有丁烷的烧瓶中。丁烷吸收氨气的沸点会降低到室温以下沸腾，丁烷的沸腾过程会吸收大量的热量达到制冷的效果。

　　然后，沸腾产生的混合物将被引入水中，使氨和丁烷分离，并让它们进入下一个制冷循环。

　　爱因斯坦和西拉德设计的冰箱冷却系统专利图

　　来源

　　颜瑜。爱因斯坦的冷却机[J]。大科技，科学之谜，2013，(5):34-35。

　　但是，这种设计的成本太高。考虑到商业化生产的成本和收益，一直没有投入大规模工业化生产。

　　爱因斯坦也认为这种吸收式制冷机的结构太复杂，需要找一种结构更简单的冷却器。

　　于是他们提出了一个新的方案：扩散制冷机。

　　扩散式冰箱示意图

　　来源

　　阿勒菲尔德g .爱因斯坦作为发明家[J]。今日物理学，1980年，33 (5) : 9-13

　　扩散制冷机的原理和装置比较简单。它以甲醇为制冷剂，利用自来水的水压在甲醇附近喷射高速水，在甲醇液面上方形成低压区，促进甲醇蒸发，实现制冷。

　　当然，他们并没有就此止步。爱因斯坦和西拉德接着提出了第三种冰箱的可能性：电磁冰箱(AEG型)。

　　他们将液态金属密封在一个不锈钢圆筒中，并安装了一个可以在圆筒外产生磁场的线圈。

　　工作时，缸外线圈电流的变化激发的磁场，使缸内液态金属在磁场的作用下做直线往复运动，对制冷剂进行加压，达到与压缩机相同的加压效果，但没有任何机械传动装置，无需担心泄漏。

　　爱因斯坦和西拉德设计的电磁压缩机原理图(左)和物理图(右)

　　来源

　　阿勒菲尔德g .爱因斯坦作为发明家[J]。今日物理学，1980年，33 (5) : 9-13

　　但是液态金属在移动的时候会发出很大的噪音，所以这种冰箱并没有进入市场。

　　然而，这种电磁压缩机冰箱并没有被遗忘，许多年后，根据这种设计，人们制造了

　　明了电磁感应原理的磁泵。这种电磁泵随后广泛地应用在了核电站中。

　　2 渐渐被遗忘

　　虽然爱因斯坦及西拉德研制了三款环境友好、创意新颖的冰箱，但却都没有成功走入市场。

　　这是因为当时一种新型的无毒制冷剂面世了，没错，它就是大家熟悉的氟利昂。由于不用担心有毒物质泄漏，人们依然可以采用传统的压缩机结构，爱因斯坦和西拉德发明的新型冰箱自然就没了市场。

　　随着时间流逝，人们渐渐认识到氟利昂破坏臭氧层的弊端，开发了一代代新型的制冷制，并将氟利昂禁用。同时，压缩机的结构也被优化，冰箱逐渐成为我们今天见到的样子。

　　3 昔日冰箱重现风采

　　不过，爱因斯坦和西拉德研制的冰箱真的就此消失了吗？并没有！

　　随着全球气候变迁及能源紧张问题愈加严重，爱因斯坦和西拉德研制的冰箱重新获得研究者们的关注。

　　牛津大学的马尔科姆·麦克洛克（Malcolm McCulloch）工程师以爱因斯坦冰箱为基础展开了研究，致力于开发出代替现有产品的新一代无需用电的冰箱，并于2008年宣布成功复原了拥有1930年专利认证的爱因斯坦冰箱。其可采用太阳能来提供能源，还便于携带。

　　他表示有望在此基础上改进技术、重选制冷剂、添加配置等，让它优化成为制冷效率高且对环境友好的冰箱。

　　此外，以爱因斯坦电磁式冰箱为原型的电磁泵也依旧在各大核电站中日日夜夜地工作着。

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