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生活中用到哪些制冷技術?

1前言

我們知道所有的生物過程都受到溫度的影響。低溫抑制了食物中酵母和黴菌的繁殖,人體對溫度也非常敏感。在現代社會,制冷技術已經滲透到幾乎每壹個生產技術和科研領域,對提高人類生活質量發揮了巨大作用。在生活中,制冷廣泛應用於食品冷加工、冷藏、冷藏運輸、自適應空調、體育運動中的人工溜冰場等。在工業生產中,為生產環境提供必要的恒溫恒濕環境,低溫處理材料,利用低溫進行零件之間的過盈配合。在農業和畜牧業中,對農作物的種子進行低溫處理;在建築工程中,利用制冷來實現凍土中土方的挖掘;現代醫學也離不開冷藏,骨髓和外周血幹細胞的冷凍保存,手術中的低溫麻醉。制冷技術在微電子、新材料、空間開發、生物技術等前沿科學領域的研發中也發揮著重要作用。可以說,現代技術的進步是伴隨著制冷技術的發展而來的。

技術是人類歷史進程中發展起來的勞動技能、技巧、經驗和知識。它包括人類技術活動中的硬件和軟件,是人類改造自然、創造人工自然的活動的總和。從理論上講,技術屬於社會物質財富和物質財富創造的實踐領域,是勞動技能、生產經驗和科學知識的物化形式。工具的使用從本質上改變了人與自然的關系,決定了人類的生產結構和發展方式。技術是社會生產力的重要組成部分,技術進步推動了人類的發展。進入工業時代以來,科技創造了高度發達的物質文明。隨著新科技革命的興起,生產工具從電氣化發展到自動化、智能化,大大擴展了勞動對象的範圍,大大提高了勞動者的文化技術水平。技術進步給人類生產生活帶來了極大便利,深刻改變了人類面貌和人們的生活方式。作為現代人,生活在壹個四季如春的空間,吃著冷食,享受著夏日的味道不再是夢想,發達的通訊讓距離不再是溝通的障礙。在這種情況下,地球變成了壹個地球村,雞犬之聲相聞。這是科技滲透到人類生活中的體現。其中,制冷技術的發展對人類的影響尤為重要。

2制冷技術及其負面影響

2.1技術與人類

在人與自然和社會的互動中,人處於主導地位,受制於自然和社會,同時又影響自然和社會。人類對自然的影響基本表現在兩個方面:壹方面,對自然施加積極的、建設性的影響,合理利用自然條件,創造新的更適合人類生活的人工自然或人工生態系統;另壹方面,技術也對自然產生負面的、破壞性的影響,使原本的“自然平衡”失去平衡。人類社會的生存和發展是以自然系統對人類活動的支持和制約為基礎的。技術活動的主體是人,客體是自然和社會。技術具有明確的實踐目的,是人類進行生產活動、文化活動和社會活動的中介。作為中介,技術活動必然會導致積極和消極的後果。早在兩個世紀前,哲學家恩格斯就曾告誡我們,“不要過於陶醉於我們對自然的勝利。”每壹次這樣的勝利,大自然都會報復我們。每壹次勝利在第壹步確實達到了我們預期的結果,但在第二步和第三步卻產生了完全不同的、意想不到的效果,第壹個結果往往被取消。“隨著工業化、城市化和現代化的推進,人類活動對生態環境的改變和破壞也在不斷加深,最終導致全球生態環境的惡化。20世紀是科技飛速發展的時代。但是,20世紀的技術革命並沒有解決馬克思、恩格斯指出的社會矛盾,還形成了人口、生態環境、資源能源、貧富懸殊等壹些突出的新的社會矛盾和社會問題。

2.2制冷技術的發展及危害

制冷技術也是如此,給人類的生產生活帶來了極大的便利。它在造福人類的同時,也給人類賴以生存的自然環境帶來了深刻的災難。從歷史上看,制冷技術發展的第壹階段(從1830到1930):主要使用NH3、HCS、CO2和空氣作為制冷劑。這些制冷劑有些有毒,有些易燃,有些效率低下。它們被使用了壹百年。當CFCS和氟氯烴(即氟利昂)出現時,它們是安全的。實現了第壹次重大轉折,進入制冷技術發展的第二階段(從1930到1990)。氟利昂主要用作制冷劑。使用60年後,發現這些制冷劑破壞了臭氧層。眾所周知,地球大氣層的“臭氧層”就像壹個過濾器和壹把雨傘,把太陽輻射的有害部分阻擋在大氣層之外。其實可以說,臭氧層形成後,生命會在地球上生存、延續和發展,臭氧層是地表生物系統的“保護傘”。然而,近年來,臭氧層的破壞壹直在增加。據世界氣象組織最新調查,南極上空的“臭氧洞”已達21萬平方公裏,比兩個中國的面積還大。赤道某些地區的臭氧損耗已經超過20%。去年夏天,北歐部分地區的臭氧甚至減少了40%。被譽為世界“世界屋脊”的青藏高原上空的臭氧,近年來正以每10年2.7%的速度減少,已成為大氣中的第三個臭氧洞。臭氧層中臭氧含量的減少,相當於在地球上空開了壹個天窗,讓大量的紫外線照射到地表而不被阻擋。其結果將嚴重破壞動植物的基本結構,降低生物產量,導致氣候和生態環境的異常變化,特別是對人類健康造成巨大損害。如果臭氧層消失,地球上的生態環境將恢復到4.5億年前的生態環境,包括人類在內的數千萬陸生生物將面臨滅絕。甚至有人認為,當臭氧層中的臭氧量減少到正常量的1/5時,將是地球生命死亡的臨界點。臭氧洞的成因是什麽?科學研究表明,人類活動排放到大氣中的溴氯氟烷烴等壹些化學物質進入臭氧層,與臭氧發生反應,造成臭氧損耗,這與制冷技術的發展有直接關系。自20世紀30年代以來,壹系列適應不同工作溫度範圍的氟利昂制冷劑幾乎席卷了制冷領域,極大地推動了制冷空調技術的發展。據估計,壹個氯原子可以破壞104 ~ 105個臭氧分子,溴原子的破壞能力是氯原子的30 ~ 60倍。而且氯原子和溴原子還具有協同效應,即當它們同時存在時,破壞臭氧的能力大於它們的簡單相加。也就是說,冰箱、空調中大量使用的氟利昂是“臭氧洞”的罪魁禍首。現階段制冷技術的發展表明,科技不僅可以增強人的能力,也可以改變人性,破壞人的生存環境。制冷技術和冶煉、化工等技術壹樣,具有造福人類和破壞人類環境的雙重作用。

2.3技術發展的負面影響

當代技術革命正在形成新的生產力、新的生產方式、新的市場交換方式、新的產業結構和就業機構、新的財產占有方式和等級結構,以及新的權力和組織管理結構。技術的正負效應是客觀存在的,不可避免的。人類擁有所有其他生物不曾擁有的思想、精神和語言。他們用自己的聰明才智創造了豐富的物質文明,也必須回應技術帶來的負面影響。美國後現代主義學者霍蘭德指出:“現代夢繞了壹個怪圈。在這個圈子裏,現代科學進步本來是為了解放自己,結果卻危險地失去了在地球、在人類社會、在傳統、更重要的是在宗教神秘中的根基。它的能量已經從創造轉移到毀滅。進步的神話導致意想不到的不良後果。”雖然科學技術的發展對解決“全球性問題”和當代人類發展的困境不可或缺,發揮著巨大的作用,但我們也應該看到科學技術發展的副作用以及科學技術在解決“全球性問題”時可能存在的局限性。

3控制制冷技術的負面影響

完全消除科學技術的負面影響是不可能的。我們唯壹能做的就是在科技活動中盡量避免和抑制它的負面效應。臭氧層破壞和全球氣候變化是當今世界面臨的主要環境問題。當科學家的研究令人信服地揭示了制冷技術中廣泛使用的氟利昂造成了臭氧層的嚴重損耗時,“補天”的動作非常迅速。1985,即11年在Monlina和Rowland提出原子臭氧損耗機制後,也就是發現南極臭氧洞的那壹年,由聯合國環境規劃署發起,通過了《保護臭氧層維也納公約》,在世界上首次確立了壹系列控制臭氧層破壞的原則和政策。1987年,保護大氣臭氧層的重要歷史文件《蒙特利爾議定書》獲得通過。在該議定書中,規定了保護臭氧層的受控物質類型和逐步淘汰時間表。要求到2000年全球氟利昂減少壹半,並制定了氟利昂物質生產、消費、進出口的控制措施。由於進壹步的科學研究表明,大氣中臭氧消耗的形勢更加嚴峻,1990年通過了《蒙特利爾議定書倫敦修正案》。《哥本哈根修正案》於1992年通過,其中再次擴大了受管制物質的種類。徹底淘汰的時間表也壹再提前。中國也將在2010年淘汰氟利昂F11。然而,即使我們做出這樣的努力來彌補我們頭頂上的“臭氧洞”,也很難從大氣中清除臭氧消耗物質。據預測,通過哥本哈根修正案,平流層中的氯原子濃度將在2050年左右降至臨界水平以下。屆時,我們頭頂的“臭氧洞”有望開始恢復。從這裏我們可以清楚地看到,技術是壹把雙刃劍。人類逐漸認識到,技術的價值標準不僅在於是否實用,帶來怎樣的經濟效益,還在於它的負面效應。但是,難道因為技術進步的負面效應,人類就壹定要否定技術進步,退化到原始古老的生產生活嗎?難道我們不應該回到《詩經:風中七月》中所描述的糧食儲存的時代,“…………………………………………”?這種消極的避世觀顯然不符合人類探索的本性和發展規律。事實上,當制冷技術發展第二階段使用的制冷劑被列入淘汰日程後,制冷技術進入第三發展階段(從1990至今),進入以HFCS制冷劑為主的時期,環保、高效、節能減排的新壹代替代制冷劑的開發和實用化進程研究正在加緊進行。人類不僅要能夠通過技術手段利用、支配、改造和控制自然,而且要通過技術活動來適應和協調自然,以減少或避免對自然的破壞。

4結論

人類通過技術手段對自然的利用和改造,必然會改變自然原有的平衡。問題是人類要正確認識自己的活動對自然的正負效應,提供適應自然規律、科學可預測可控的人類行為,這樣後果才會有利於協調人與自然的關系,讓自然更好地造福人類。馬克思主義相信技術的力量,相信人類依靠科學技術可以克服各種困難,擺脫困境。人類尋求發展的能力是無限的。但是,科技力量的發揮和發展要在壹定的生產方式下進行,要受到經濟制度和社會制度的影響和制約。因此,當代科學技術的發展必須遵循馬克思所說的“人學”的統壹目的,才能真正克服技術發展的負面效應,充分發揮技術發展的正面效應。制冷技術和臭氧層保護的發展是近代史上技術進步和全球合作的典型例子。其技術進步和控制技術進步後果的合作機制也將成為人類的財富,為解決其他重大問題提供寶貴的參考經驗。

參考文獻[1]趙景來:《20世紀90年代哲學前沿問題研究綜述》,天津社會科學院出版社,2002年9月第1版,38頁。

[2]王兵戴正農:《自然辯證法教程》,東南大學出版社。

[3]陳國邦:最新低溫制冷技術,機械工業出版社,2003。

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