蒸发作用是指具有高动能的分子从液体表面逸出的过程。当液体发生蒸发作用时，留下的分子平均动能降低，导致液体温度下降。例如，游泳者从水中出来时会感觉到发冷，这是因为水的蒸发带走了皮肤的热能。
为了在恒温下使液体蒸发，需要向液体提供足够的热量以弥补蒸发过程中的冷却作用。单位质量的液体蒸发所需的热量称为汽化热。例如，水的汽化热为540卡/克，氨的汽化热为327卡/克。在液体凝聚过程中释放的热量与蒸发过程中吸收的热量相等。
机械冰箱的工作原理是基于致冷剂在蒸发过程中吸收热能。致冷剂（通常是氨NH3或氟利昂如CCl2F2）在变为气体时吸收热量，从而带走冰箱内的热量。然后通过压缩机将气态致冷剂循环并液化。有效的致冷剂需要在工作温度下易于气态转化为液态，并具有较高的汽化热。
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