Άρθρα σχετικά με Ψυκτικά Μηχανήματα
Ένα ψυγείο είναι μια θερμική μηχανή που λειτουργεί αντίστροφα. Έτσι, μια θερμική μηχανή λαμβάνει θερμότητα από μια περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας και την απορρίπτει σε μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας. Για να συμβεί αυτή η διαδικασία, η μηχανή πρέπει να παράγει έργο. Ωστόσο, η θερμότητα ρέει φυσικά μόνο από μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας σε μια περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας. Η θερμότητα δεν μπορεί να ρέει μόνη της από μια περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας σε μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας. Αυτό συμφωνεί με τη δήλωση Clausius που συζητήθηκε προηγουμένως. Για τη διαδικασία που συμβαίνει σε ένα ψυγείο, η προηγούμενη δήλωση Clausius μπορεί να γραφτεί ως εξής:
Είναι αδύνατο για μια ψυκτική μηχανή (η οποία λειτουργεί κυκλικά) να μεταφέρει θερμότητα από ένα μέρος χαμηλής θερμοκρασίας σε ένα μέρος υψηλής θερμοκρασίας, χωρίς να παράγει έργο ( Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής – Δήλωση Clausius).
Το κείμενο με πλάγια γραφή είναι μια ειδική διατύπωση του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής. Αυτή η διατύπωση ισχύει μόνο για ψυκτικές μηχανές. Η διαδικασία αλλαγής της μορφής της ενέργειας και της μεταφοράς τηςενέργεια ενεργοποιημένη 
Η ψυκτική μηχανή μοιάζει με το παρακάτω διάγραμμα.
Η μηχανή παράγει έργο (W) για να απορροφήσει θερμότητα από ένα μέρος χαμηλής θερμοκρασίας (QL ) και να την απελευθερώσει σε ένα μέρος υψηλής θερμοκρασίας (QH ) . Με βάση την αρχή διατήρησης της ενέργειας, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι QL + W = QH.
Αν ο όρος απόδοση χρησιμοποιείται σε θερμικές μηχανές, τότε στις ψυκτικές μηχανές χρησιμοποιείται ο όρος συντελεστής απόδοσης (KK). Ο συντελεστής απόδοσης (KK) μιας ψυκτικής μηχανής είναι ο λόγος μεταξύ της θερμότητας που μεταφέρεται από μια τοποθεσία χαμηλής θερμοκρασίας (QL ) προς το έργο (W) που παράγεται για τη μεταφορά της θερμότητας. Μαθηματικά, αυτό μπορεί να γραφτεί ως εξής:
Αν θέλετε να εκφράσετε τον συντελεστή απόδοσης μιας ψυκτικής μηχανής σε ποσοστό, απλώς πολλαπλασιάστε αυτήν την εξίσωση επί 100%. Ο συντελεστής απόδοσης μιας ιδανικής ψυκτικής μηχανής (συντελεστής απόδοσης Carnot μιας ψυκτικής μηχανής):
Υπάρχουν πολλά ψυκτικά μηχανήματα που χρησιμοποιούμε συνήθως, όπως ψυγεία, κλιματιστικά (AC) και αντλίες θερμότητας.
Ψυγείο
Συμπυκνωτής = μετατρέπει τον ατμό σε υγρό, συμπιεστής = συμπιέζει. Τα ψυκτικά πηνία βρίσκονται συνήθως μέσα στο ψυγείο, ενώ τα συμπυκνωτικά πηνία βρίσκονται έξω από το ψυγείο (στο πίσω μέρος του ψυγείου).
Μέσα στα πηνία υπάρχει ένα ρευστό σε ισορροπία φάσεων (που υπάρχει σε υγρή και αέρια κατάσταση). Αυτό το ρευστό είναι γνωστό ως ψυκτικό μέσο. Το ψυκτικό μέσο που χρησιμοποιούνταν συνήθως στο παρελθόν ήταν το φρέον. Το φρέον δεν χρησιμοποιείται πλέον σήμερα επειδή η απελευθέρωσή του μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο στρώμα του όζοντος.
Ο κινητήρας του συμπιεστή (που κινείται με ηλεκτρικό ρεύμα) αναρροφά ψυκτικό μέσο (σε μορφή ατμού) και το συμπιέζει αδιαβατικά. Λόγω της αδιαβατικής συμπίεσης, η θερμοκρασία του ατμού αυξάνεται. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και η πίεση του ατμού. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του συμπιεστή (υψηλή θερμοκρασία) και του συμπυκνωτή (χαμηλή θερμοκρασία) προκαλεί τη ροή ατμού υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης μέσω των πηνίων συμπυκνωτή που βρίσκονται στο πίσω μέρος του ψυγείου.
Η θερμοκρασία του ατμού είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα, επομένως όταν ρέει μέσα από το πηνίο συμπυκνωτή, ο ατμός απελευθερώνει θερμότητα στον περιβάλλοντα αέρα. Επειδή συμπυκνώνεται από τον συμπυκνωτή, ο ατμός ψύχεται και μετατρέπεται σε υγρό. Όταν ρέει μέσα από τη βαλβίδα εκτόνωσης, το ψυκτικό μέσο που έχει μετατραπεί σε υγρό διαστέλλεται αδιαβατικά. Η παρουσία αδιαβατικής διαστολής προκαλεί την ψύξη του υγρού (μειώνεται η θερμοκρασία του). Το κρύο υγρό ρέει μέσα στα πηνία μέσα στο ψυγείο. Επειδή το υγρό στα πηνία είναι ψυχρότερο από τον αέρα στο ψυγείο, η θερμότητα απορροφάται από το υγρό μέχρι το ψυκτικό να μετατραπεί σε ατμό (το υγρό απορροφά θερμότητα στο ψυγείο). Το ψυκτικό μέσο που έχει μετατραπεί σε ατμό αναρροφάται από τον κινητήρα του συμπιεστή και συμπιέζεται αδιαβατικά. Και ούτω καθεξής... (η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά). Επειδή η θερμότητα μέσα στο ψυγείο μετακινείται στο υγρό μέσα στα πηνία, το ψυγείο κρυώνει.
Κλιματιστικό (AC)
Αν και ο σχεδιασμός της συσκευής είναι διαφορετικός, η βασική αρχή λειτουργίας ενός κλιματιστικού είναι παρόμοια με αυτή ενός ψυγείου. Σε αυτήν την περίπτωση, το ψυγείο είναι ένα δωμάτιο. Συνήθως, τα ψυκτικά πηνία βρίσκονται μέσα στο δωμάτιο, ενώ τα πηνία συμπυκνωτή βρίσκονται έξω. Πίσω από τα πηνία συμπυκνωτή βρίσκεται ένας ανεμιστήρας. Η δουλειά του ανεμιστήρα είναι απλώς να ρυθμίζει την κυκλοφορία του αέρα και να φυσάει τα πηνία συμπυκνωτή, επιταχύνοντας έτσι τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ των πηνίων συμπυκνωτή και του περιβάλλοντος αέρα. Αντίθετα, πίσω από τα ψυκτικά πηνία βρίσκεται ένας φυσητήρας, γνωστός και ως φυσητήρας. Η λειτουργία του είναι παρόμοια με έναν ανεμιστήρα. Ενώ ο ανεμιστήρας φυσάει τα πηνία συμπυκνωτή προς τα έξω, κατευθύνοντας τη θερμότητα στον περιβάλλοντα αέρα, ο φυσητήρας φυσάει τα ψυκτικά πηνία προς τα μέσα, διανέμοντας δροσερό αέρα σε όλο το δωμάτιο.
Αντλία θερμότητας
Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται συνήθως τους κρύους χειμώνες. Η αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας είναι παρόμοια με αυτή ενός ψυγείου. Η διαφορά είναι ότι ένα ψυγείο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την ψύξη ενός δωματίου, ενώ μια αντλία θερμότητας χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ενός δωματίου. Ενώ ένα ψυγείο εκτελεί έργο για να απορροφήσει θερμότητα από το δωμάτιο (QL ) και να την απελευθερώσει προς τα έξω (QH ) , μια αντλία θερμότητας απορροφά θερμότητα από το εξωτερικό (QL ) και την απελευθερώνει στο δωμάτιο (QH ) . Η προστιθέμενη θερμότητα προκαλεί θέρμανση του δωματίου. Όταν φτάσει το καλοκαίρι, η αντλία θερμότητας μπορεί να αντιστραφεί για να λειτουργήσει ως κλιματιστικό (AC).
