Artigos sobre máquinas de refrigeração
Um refrigerador é uma máquina térmica que funciona ao contrário. Assim, uma máquina térmica retira calor de uma região de baixa temperatura e o rejeita para uma região de alta temperatura. Para que esse processo ocorra, a máquina deve realizar trabalho. No entanto, o calor flui naturalmente apenas de uma região de alta temperatura para uma região de baixa temperatura. O calor não pode fluir espontaneamente de uma região de baixa temperatura para uma região de alta temperatura. Isso está de acordo com o enunciado de Clausius discutido anteriormente. Para o processo que ocorre em um refrigerador, o enunciado de Clausius pode ser escrito da seguinte forma:
É impossível para uma máquina de refrigeração (que funciona em ciclo) transferir calor de um local de baixa temperatura para um local de alta temperatura sem que haja trabalho envolvido (A segunda lei da termodinâmica – Declaração de Clausius).
O texto em itálico é uma formulação especial da segunda lei da termodinâmica. Essa formulação se aplica somente a máquinas de refrigeração. O processo de transformação da energia e transferência de calor é chamado de termodinâmica.energia em 
A máquina de refrigeração tem a aparência do diagrama abaixo.
A máquina realiza trabalho (W) para retirar calor de um local de baixa temperatura (Q).L) e libera o calor para um local de alta temperatura (QHCom base na conservação de energia, pode-se concluir que QL + W = QH.
Se o termo eficiência é usado em motores térmicos, então em motores de refrigeração usa-se o termo coeficiente de desempenho (KK). O coeficiente de desempenho (KK) de um motor de refrigeração é a razão entre o calor transferido de um local de baixa temperatura (Q) para um local de baixa temperatura (Q).L) com o trabalho (W) realizado para transferir o calor. Matematicamente, pode ser escrito assim:
Se você quiser expressar o coeficiente de desempenho de uma máquina de refrigeração em porcentagem, basta multiplicar esta equação por 100%. O coeficiente de desempenho de uma máquina de refrigeração ideal (coeficiente de desempenho de Carnot de uma máquina de refrigeração) é:
Existem diversos aparelhos de refrigeração que usamos com frequência, incluindo geladeiras, condicionadores de ar (AC) e bombas de calor.
Frigorífico
Condensador = converte vapor em líquido, compressor = comprime. As serpentinas de resfriamento geralmente estão localizadas dentro da geladeira, enquanto as serpentinas do condensador estão localizadas do lado de fora (na parte traseira da geladeira).
Dentro das serpentinas encontra-se um fluido em equilíbrio de fases (existindo nos estados líquido e vapor). Esse fluido é conhecido como refrigerante. O refrigerante comumente usado no passado era o freon. O freon não é mais usado hoje em dia porque sua liberação pode danificar a camada de ozônio.
O motor do compressor (acionado por eletricidade) aspira o fluido refrigerante (em forma de vapor) e o comprime adiabaticamente. Devido à compressão adiabática, a temperatura do vapor aumenta. Com o aumento da temperatura, a pressão do vapor também aumenta. A diferença de temperatura entre o compressor (alta temperatura) e o condensador (baixa temperatura) faz com que o vapor em alta temperatura e alta pressão flua através das serpentinas do condensador localizadas na parte traseira do refrigerador.
A temperatura do vapor é superior à do ar circundante, portanto, ao passar pela serpentina do condensador, o vapor libera calor para o ar. Ao ser condensado, o vapor esfria e se transforma em líquido. Ao passar pela válvula de expansão, o fluido refrigerante, agora líquido, expande-se adiabaticamente. Essa expansão adiabática faz com que o líquido esfrie (sua temperatura diminui). O líquido frio circula pelas serpentinas dentro do refrigerador. Como o líquido nas serpentinas está mais frio que o ar dentro do refrigerador, ele absorve calor até se transformar em vapor (o líquido absorve calor dentro do refrigerador). O fluido refrigerante, agora vaporizado, é aspirado pelo compressor e comprimido adiabaticamente. E assim por diante… (o processo se repete). Como o calor dentro do refrigerador se transfere para o líquido nas serpentinas, o refrigerador esfria.
AC (ar condicionado)
Embora o design do aparelho seja diferente, o princípio básico de funcionamento de um ar-condicionado é semelhante ao de uma geladeira. Nesse caso, o conteúdo frigorífico Em um ambiente fechado, as serpentinas de resfriamento geralmente ficam na parte interna, enquanto as serpentinas do condensador ficam na parte externa. Um ventilador é instalado atrás das serpentinas do condensador. A função do ventilador é regular a circulação do ar e soprar o ar quente sobre as serpentinas do condensador, permitindo que a transferência de calor entre as serpentinas e o ar ambiente ocorra mais rapidamente. Por outro lado, um soprador térmico é instalado atrás das serpentinas de resfriamento. Sua função é semelhante à do ventilador. Enquanto o ventilador sopra o ar quente das serpentinas do condensador para fora, direcionando o calor para o ar ambiente, o soprador térmico sopra o ar quente das serpentinas de resfriamento para dentro, permitindo que o ar frio se espalhe por todo o ambiente.
Bomba de calor
As bombas de calor são normalmente usadas em regiões frias. O princípio de funcionamento de uma bomba de calor é semelhante ao de um refrigerador. A diferença é que um refrigerador é um aparelho usado para resfriar um ambiente, enquanto uma bomba de calor é usada para aquecê-lo. Um refrigerador realiza trabalho para remover o calor do ambiente (Q).L) e jogue-o para fora do quarto (QH), então a bomba de calor retira calor de fora do ambiente (QL) e jogue-o na sala (QHO calor adicional faz com que o ambiente fique mais quente. Quando chega o verão, a bomba de calor pode ser substituída por um ar-condicionado.
