धुनिक स्वयंपाकघरात हक्काचे आणि मानाचे स्थान पटकावलेले यंत्र म्हणजे शीतकपाट (रेफ्रिजरेटर)! शहरी आणि ग्रामीण भागातही गरज बनलेले हे शीतकपाट मुख्यत्वे अन्न साठवणे, ते जास्त काळ टिकवणे आणि मनाला वाटेल तेव्हा गार पाणी मिळावे यासाठी वापरले जाते. पूर्वी उन्हाळ्यात आपण मातीचे माठ वापरून किंवा पातेल्याला ओले फडके गुंडाळून पाणी गार करत असू. आता ते या शीतकपाटात सहज उपलब्ध असते.कुठलाही भाग/ पदार्थ गार करणे म्हणजे काय, तर त्यातील उष्णता कमी करणे. आपण जर साधे अल्कोहोल हातावर घेतले तर हाताला गार लागते. कारण सामान्य तापमानाला अल्कोहोल उकळते आणि त्याची वाफ होते. हे उत्कलन चालू असताना ते आजूबाजूची (आणि हाताच्या त्वचेवरचीसुद्धा!) उष्णता शोषून घेते. उष्णता शोषली गेल्याने हाताला गार वाटते. वर सांगितलेल्या पाणी गार करण्याच्या पद्धतीमध्येही हेच होते. पातेल्यावरील ओल्या फडक्यातील पाण्याचे बाहेरील उष्णतेमुळे बाष्पीभवन (Evaporation) होऊ लागते आणि त्याचवेळी ते पातेल्यातील पाण्यामधील उष्णताही वापरत असते. त्यामुळे पातेल्यातील पाणी गार होते.१७५५ मध्ये कृत्रिम पद्धतीने बर्फ तयार करण्याचा प्रयत्न कोलीन नावाच्या स्कॉटिश प्राध्यापकाने केला. त्यानंतर देशोदेशीच्या अनेक तंत्रज्ञ आणि वैज्ञानिकांनी प्रयोग करत करत घरात वापरण्यायोग्य शीतकपाट (Refrigerater) तयार केले. अमेरिकेतील GE कंपनीने १९२७ मध्ये बाजारात आणलेले हे शीतकपाट! (चित्र क्र. १)यामध्ये पदार्थ गार करणाऱ्या कपाटाच्या डोक्यावर कॉम्प्रेसर ठेवला होता. त्यामध्येही सुधारणा करत करत आज आपण वापरतो तसे शीतकपाट तयार होऊ लागले.शीतकपाटाचे तंत्रज्ञानकॉम्प्रेसर समजून घेताना आपण बॉइलचा वायूचा पहिला नियम बघितला. आता आपल्याला वायूचा तिसरा नियम काय सांगतो ते पाहणे गरजेचे आहे. जोसेफ लुई गे-लुसाक या शास्त्रज्ञाने १८०९ मध्ये वायूच्या दाबाचा आणि तापमानाचा परस्परसंबंध शोधला. त्याने मांडलेल्या सिद्धान्ताप्रमाणे वायूचे वस्तुमान आणि आकारमान जर कायम ठेवले तर वायूवरील कमी-जास्त होणाऱ्या दाबाच्या प्रमाणात त्याचे तापमान वर-खाली होत राहते. हाच नियम गणिती सूत्रात असा मांडला जातो. P µ TP/T = k3 constant P1/T1 = P2/T2या तत्त्वावर आधारित शीतकपाटाची (फ्रिज) यंत्रणा कशी असते ते पाहू. (चित्र क्र. २ व ३) या चित्रांत दाखविलेल्या यंत्रणेतील मुख्य भाग असे आहेत..- कॉम्प्रेसर -उष्णतेची देवाणघेवाण करणाऱ्या कपाटाबाहेरील संघनन नलिका- Heat-exchanging (Condenser tubes)- विस्तारक झडप- Expansion valve-उष्णतेची देवाणघेवाण करणाऱ्या कपाटातील बाष्पीभवन नलिका - (Evaporater Tubes)- गार करणारे द्रव- Refrigerantही यंत्रणा कशी चालते? - सगळ्यात प्रथम आपण हे ध्यानात घेतले पाहिजे की, ही सर्व यंत्रणा एकदा द्रव (Refrigerant) भरून बंद केली की तिच्यात कुठेही गळतीची शक्यता नसते. त्यामुळे सतत तोच द्रव पुन्हा पुन्हा वापरला जातो आणि आत बसवलेल्या नियंत्रकाकडून ती यंत्रणा स्वयंचलितपणे चालत राहते.१. कॉम्प्रेसर त्याच्यात असलेल्या यंत्रणेतील वायूवरील दाब वाढवतो. त्यामुळे वायूचे तापमान वाढते. (नारिंगी रंगातील भाग)२. शीतकपाटाच्या मागील बाजूस असलेल्या नलिकांमधून उच्च दाबाचा हा गरम वायू बाहेरील वातावरणात उष्णता प्रसारित करत वर जातो. उष्णता बाहेर गेल्यामुळे त्या वायूचे रूपांतर उच्च दाबातील द्रवात होते. याच प्रक्रियेला संघनन (Condensation) म्हणतात.३. हे उच्च दाबातील द्रव विस्तारक झडपेमधून पुढे ढकलला जाते. झडपेच्या पलीकडील कमी दाबाच्या भागात प्रवेश केल्याबरोबर या द्रवावरील दाब कमी होतो. ही झडप म्हणजे एक छिद्र असते, ज्याच्या एका बाजूला उच्च दाबाचा द्रव असतो, तर दुसऱ्या बाजूला कमी दाबाचा.४. कमी दाबाचा गार करणारा द्रव (CFC 12-) या भागात उकळू लागतो आणि त्याचे वायूत रूपांतर होऊ लागते. CFC उणे २९.८ अंश सेल्सिअस या तापमानाला उकळते. त्यामुळे ते कपाटाच्या आतील भागातील उष्णता शोषून घेते आणि आतील भाग गार करते. याच प्रक्रियेला बाष्पीभवन (Evaporation) म्हणतात.५. या प्रक्रियेत तयार झालेला वायू कॉम्प्रेसर ओढून घेतो आणि हे चक्र सुरूराहते. ही सर्व यंत्रणा पूर्णपणे स्वयंचलित असते. शीतकपाटाच्या आतील भागात बसवलेला एक तापमान संवेदक (सेन्सर) याचे नियंत्रण करण्यात मोठी भूमिका बजावतो. हा संवेदक कपाटाच्या आतील भागातील हवेच्या तापमानानुसार कॉम्प्रेसरकडे संदेश प्रक्षेपित करून त्याला थांबवतो किंवा सुरू करतो. आधुनिक शीतकपाटांमध्ये अनेक नवीन सुविधा दिसतात; ज्यामुळे उदाहरणार्थ, आतील सर्व भागांत समान गारवा मिळवता येतो, तसेच आतील अतिशीत भागामध्ये बर्फ साचत असेल तर त्याचे तापमान वाढवून तो साचलेला बर्फ वितळवता येतो.आजच्या गतिमान युगातील बहुव्यवधानी गृहिणीचा हा खरा दोस्त!!
