Artigos sobre máquinas de refrixeración
Un refrixerador é un motor térmico que funciona ao revés. Polo tanto, un motor térmico toma calor dunha rexión de baixa temperatura e rexeitaa a unha rexión de alta temperatura. Para que este proceso ocorra, o motor debe realizar un traballo. Non obstante, a calor só flúe de forma natural dunha rexión de alta temperatura a unha rexión de baixa temperatura. A calor non pode fluír por si soa dunha rexión de baixa temperatura a unha rexión de alta temperatura. Isto está de acordo coa afirmación de Clausius discutida anteriormente. Para o proceso que ocorre nun refrixerador, a afirmación de Clausius anterior pódese escribir do seguinte xeito:
É imposible que unha máquina de refrixeración (que funciona nun ciclo) mova calor dun lugar de baixa temperatura a un lugar de alta temperatura sen realizar traballo ( segunda lei da termodinámica - enunciado de Clausius).
O texto en cursiva é unha declaración especial da segunda lei da termodinámica. Esta declaración só se aplica ás máquinas de refrixeración. O proceso de cambiar a forma da enerxía e transferir eenerxía activada 
A máquina de refrixeración ten o aspecto do diagrama seguinte.
A máquina realiza un traballo (W) para tomar calor dun lugar de baixa temperatura (Q L ) e cedela a un lugar de alta temperatura (Q H ). Baseándose na conservación da enerxía, pódese concluír que Q L + W = Q H.
Se o termo eficiencia se emprega nos motores térmicos, nas máquinas de refrixeración utilízase o termo coeficiente de rendemento (KK). O coeficiente de rendemento (KK) dunha máquina de refrixeración é a relación entre a calor transferida desde un lugar de baixa temperatura (Q L ) e o traballo (W) realizado para transferir a calor. Matematicamente, isto pódese escribir do seguinte xeito:
Se queres expresar o coeficiente de rendemento dunha máquina frigorífica en porcentaxe, só tes que multiplicar esta ecuación por 100 %. O coeficiente de rendemento dunha máquina frigorífica ideal (coeficiente de Carnot do rendemento dunha máquina frigorífica):
Hai varias máquinas de refrixeración que usamos habitualmente, incluíndo frigoríficos, aparellos de aire acondicionado (AC) e bombas de calor.
Kulkas
Condensador = converte o vapor en líquido, compresor = comprime. As serpentinas de arrefriamento adoitan estar situadas dentro do frigorífico, mentres que as serpentinas do condensador están situadas fóra do frigorífico (na parte traseira do frigorífico).
Dentro das serpentinas hai un fluído en equilibrio de fases (existe en estado líquido e de vapor). Este fluído coñécese como refrixerante. O refrixerante que se usaba habitualmente no pasado era o freón. O freón xa non se usa hoxe en día porque a súa liberación pode danar a capa de ozono.
O motor do compresor (accionado por electricidade) aspira refrixerante (en forma de vapor) e comprímeo adiabaticamente. Debido á compresión adiabática, a temperatura do vapor aumenta. A medida que a temperatura aumenta, a presión do vapor tamén aumenta. A diferenza de temperatura entre o compresor (alta temperatura) e o condensador (baixa temperatura) fai que o vapor a alta temperatura e alta presión flúa a través das serpentinas do condensador situadas na parte traseira do frigorífico.
A temperatura do vapor é maior que a temperatura do aire circundante, polo que cando flúe a través da serpentina do condensador, o vapor libera calor ao aire circundante. Debido a que o condensador o condensa, o vapor arrefría e convértese en líquido. Cando flúe a través da válvula de expansión, o refrixerante que se converteu en líquido expándese adiabaticamente. A presenza de expansión adiabática fai que o líquido se arrefríe (a súa temperatura diminúe). O líquido frío flúe dentro das serpentinas dentro do frigorífico. Debido a que o líquido das serpentinas é máis frío que o aire do frigorífico, o líquido absorbe a calor ata que o refrixerante se transforma en vapor (o líquido absorbe a calor no frigorífico). O refrixerante que se converteu en vapor é aspirado polo motor do compresor e comprimido adiabaticamente. E así sucesivamente... (o proceso repítese de novo). Debido a que a calor dentro do frigorífico se move ao líquido dentro das serpentinas, o frigorífico arrefríase.
aire acondicionado (AC)
Aínda que o deseño do dispositivo é diferente, o principio básico de funcionamento dun aparato de aire acondicionado é similar ao dun frigorífico. Neste caso, o frigorífico é unha habitación. Normalmente, as serpentinas de refrixeración están situadas dentro da habitación, mentres que as serpentinas do condensador están situadas fóra. Detrás das serpentinas do condensador hai un ventilador. O traballo do ventilador é simplemente regular a circulación do aire e soprar as serpentinas do condensador, acelerando así a transferencia de calor entre as serpentinas do condensador e o aire circundante. Pola contra, detrás das serpentinas de refrixeración hai un soprador. A súa función é similar á dun ventilador. Mentres o ventilador sopra as serpentinas do condensador cara a fóra, dirixindo a calor ao aire circundante, o soprador sopra as serpentinas de refrixeración cara a dentro, espallando aire frío por toda a habitación.
Bomba de calor
As bombas de calor úsanse normalmente en invernos fríos. O principio de funcionamento dunha bomba de calor é similar ao dun frigorífico. A diferenza é que un frigorífico é un dispositivo que se usa para arrefriar unha habitación, mentres que unha bomba de calor se usa para quentala. Mentres que un frigorífico realiza un traballo para absorber calor da habitación (QL ) e liberala cara ao exterior (QH ) , unha bomba de calor absorbe calor do exterior (QL ) e libéraa cara á habitación (QH ) . A calor engadida fai que a habitación se quente. Cando chega o verán, a bomba de calor pódese invertir para funcionar como un aire acondicionado (AC).
