Trước khi có tủ lạnh, giữ thực phẩm tươi là một cuộc chiến hằng ngày mà con người thường thua. Thịt cá ôi sau vài giờ trời nóng, sữa chua chỉ sau một đêm, và mỗi mùa hè là một mùa ngộ độc thực phẩm. Giới nhà giàu cất băng mùa đông trong hầm dùng dần; các thành phố sống nhờ ngành khai thác băng từ những hồ đóng băng phương bắc, chở đi khắp thế giới. Chiếc tủ lạnh chạy điện đã kết thúc kỷ nguyên đó: nó thay đổi căn bản cách con người ăn uống, mua sắm và thậm chí sống ở đâu. Và nguyên lý của nó đã được cấp bằng sáng chế từ rất sớm — năm 1834, khi điện còn chưa vào được nhà dân.

Từ thương nhân băng đá đến chu trình nén hơi

Vào đầu thế kỷ 19, băng tự nhiên là mặt hàng toàn cầu. Frédéric Tudor, thương nhân Boston được mệnh danh là "Vua Băng", cho tàu chở băng từ các hồ New England sang tận Ấn Độ và vùng Caribbean; năm 1833, một chuyến băng từ Boston cập cảng Calcutta sau bốn tháng hành trình, còn hơn một nửa chưa tan, khiến dân địa phương sửng sốt. Nhưng các nhà phát minh muốn làm lạnh bằng máy, không phụ thuộc vào mùa đông. Năm 1834, Jacob Perkins, kỹ sư Mỹ sống ở London, nhận bằng sáng chế đầu tiên cho máy lạnh dùng chu trình nén hơi với chất làm lạnh là ether — đúng nguyên lý mà tủ lạnh ngày nay vẫn dùng, dù cỗ máy của ông chỉ chạy được trong phòng thí nghiệm. Bác sĩ John Gorrie ở Florida nhận bằng sáng chế cho máy làm đá vào năm 1851, vì tin rằng không khí mát sẽ giúp bệnh nhân sốt rét của ông qua cơn sốt. Bước nhảy thực sự đến từ Carl von Linde ở Đức năm 1876 với hệ thống nén amoniac hiệu quả, được các nhà máy bia — những nơi cần lạnh quanh năm — săn đón.

Chiếc tủ lạnh gia đình chỉ thật sự phổ biến từ thập niên 1920 ở Mỹ, khi điện về tới nhà dân và giá máy giảm. Kelvinator bán tủ lạnh điện từ năm 1918; mẫu Monitor-Top của General Electric năm 1927 trở thành biểu tượng. Một bước ngoặt an toàn đến năm 1930, khi nhóm của Thomas Midgley Jr. giới thiệu Freon, chất làm lạnh không độc, không cháy, thay thế các khí độc như amoniac và sulfur dioxide từng gây chết người khi rò rỉ.

Tủ lạnh hoạt động như thế nào

Điều quan trọng nhất cần hiểu: tủ lạnh không "tạo ra cái lạnh". Nó là một cái bơm nhiệt — nó múc nhiệt từ bên trong tủ và đổ ra ngoài phòng. Việc đó diễn ra qua một vòng tuần hoàn khép kín của chất làm lạnh gồm bốn chặng.

Đầu tiên, máy nén ép chất làm lạnh dạng khí lại, khiến nó nóng lên. Khí nóng chạy qua dàn ống phía sau hoặc dưới đáy tủ — dàn ngưng — và tỏa nhiệt ra không khí trong bếp; đó là lý do lưng tủ lạnh luôn ấm. Tiếp theo, chất làm lạnh dạng lỏng áp suất cao chui qua một van tiết lưu rất hẹp: áp suất sụt đột ngột khiến nó lạnh sâu, có khi xuống dưới âm 30 độ. Chất lỏng lạnh giá này chảy vào dàn bay hơi bên trong tủ, hút lấy nhiệt từ thực phẩm, làm ngăn mát xuống khoảng 4 độ và ngăn đá xuống âm 18 độ, rồi bản thân nó bốc hơi thành khí và quay về máy nén. Chu trình lặp lại không ngừng, và mỗi vòng lại chở thêm một ít nhiệt ra khỏi tủ.

Nói cách khác, tủ lạnh liên tục "đổ" nhiệt của thực phẩm ra nhà bếp — cái lạnh bên trong chỉ là phần còn lại sau khi nhiệt đã bị mang đi hết.

Tủ lạnh đã thay đổi nhân loại ra sao

Tác động trực tiếp nhất là sức khỏe. Bảo quản lạnh làm chậm vi khuẩn gây hỏng và gây bệnh, cắt giảm mạnh ngộ độc thực phẩm và tiêu chảy — từng là kẻ giết trẻ em hàng đầu. Chuỗi lạnh còn cứu người theo cách khác: vaccine, insulin và nhiều thuốc men chỉ giữ được tác dụng khi lạnh liên tục từ nhà máy tới bệnh nhân.

Tác động thứ hai là kinh tế và lối sống. Khi thực phẩm giữ được hàng tuần thay vì hàng giờ, người ta không còn phải đi chợ mỗi ngày; siêu thị và thực phẩm đông lạnh trở thành chuẩn mua sắm. Nông sản đi được xa: trái cây trái mùa xuất hiện trên bàn ăn cách nơi trồng nửa vòng Trái Đất. Dân cư có thể sống đông đúc ở những vùng khí hậu nóng mà trước đây việc tích trữ lương thực gần như không thể.

Sự thật thú vị ít người biết

  • Sau khi đọc tin một gia đình ở Berlin chết vì khí độc rò từ tủ lạnh, Einstein cùng Leo Szilárd thiết kế tủ lạnh hấp thụ không bộ phận chuyển động, dùng khí an toàn hơn; được cấp bằng sáng chế năm 1930 nhưng chưa bao giờ thắng thế thương mại.
  • Những chiếc tủ lạnh gia đình đầu tiên đắt ngang một chiếc ô tô: mẫu Monitor-Top năm 1927 có giá 525 đô la Mỹ — đắt hơn cả một chiếc ô tô Ford Model T cùng thời, vốn chỉ khoảng 300 đô la.
  • "Vua Băng" Tudor từng cho chở băng tới Ấn Độ một phần để… dạy người dân địa phương thói quen dùng đồ uống ướp lạnh, tạo ra thị trường cho chính mình.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "Tủ lạnh phun hơi lạnh vào trong tủ." Không có "hơi lạnh" nào được tạo ra cả. Tủ lạnh chỉ vận chuyển nhiệt từ trong ra ngoài bằng chu trình nén và giãn nở của chất làm lạnh. Nếu bạn mở cửa tủ lạnh để làm mát phòng bếp, căn phòng sẽ nóng lên, vì nhiệt lấy từ tủ cộng thêm nhiệt do máy nén sinh ra đều thải lại vào căn phòng đó.

Hiểu lầm: "Tủ lạnh là phát minh của thế kỷ 20." Nguyên lý của nó được cấp bằng sáng chế năm 1834 và làm lạnh công nghiệp đã phổ biến từ thập niên 1870 cho nhà máy bia, tàu biển và kho thịt. Cái mà thế kỷ 20 đóng góp là thu nhỏ cỗ máy đó vào nhà bếp: điện gia đình rẻ, chất làm lạnh an toàn và sản xuất hàng loạt. Phát minh và thời điểm nó đến được với mọi nhà cách nhau gần một thế kỷ.

Nguồn tham khảo