Articole despre mașini de refrigerare
Un frigider este un motor termic care funcționează în sens invers. Așadar, un motor termic preia căldură dintr-o regiune cu temperatură scăzută și o respinge într-o regiune cu temperatură ridicată. Pentru ca acest proces să aibă loc, motorul trebuie să efectueze un lucru mecanic. Cu toate acestea, căldura circulă în mod natural doar dintr-o regiune cu temperatură ridicată într-o regiune cu temperatură scăzută. Căldura nu poate circula singură dintr-o regiune cu temperatură scăzută într-o regiune cu temperatură ridicată. Acest lucru este în conformitate cu afirmația Clausius discutată anterior. Pentru procesul care are loc într-un frigider, afirmația Clausius anterioară poate fi scrisă după cum urmează:
Este imposibil ca o mașină de refrigerare (care funcționează într-un ciclu) să deplaseze căldură dintr-un loc cu temperatură scăzută într-un loc cu temperatură ridicată, fără a efectua lucru mecanic ( a doua lege a termodinamicii - enunțul lui Clausius).
Textul cursiv este o afirmație specială a celei de-a doua legi a termodinamicii. Această afirmație se aplică numai mașinilor de refrigerare. Procesul de schimbare a formei energiei și transferul de energie electricăenergie activată 
Mașina de răcire arată ca în diagrama de mai jos.
Mașina depune un lucru mecanic (W) pentru a prelua căldură dintr-un loc cu temperatură scăzută (QL ) și a o elibera într-un loc cu temperatură ridicată (QH ) . Pe baza conservării energiei, se poate concluziona că QL + W = QH.
Dacă în motoarele termice se folosește termenul de eficiență, atunci în mașinile frigorifice se folosește termenul de coeficient de performanță (KK). Coeficientul de performanță (KK) al unei mașini frigorifice este raportul dintre căldura transferată dintr-o locație cu temperatură scăzută (Q L ) și lucrul mecanic (W) efectuat pentru a transfera căldura. Matematic, acest lucru poate fi scris după cum urmează:
Dacă doriți să exprimați coeficientul de performanță al unei mașini frigorifice în procente, înmulțiți această ecuație cu 100%. Coeficientul de performanță al unei mașini frigorifice ideale (coeficientul Carnot al performanței unei mașini frigorifice):
Există mai multe aparate de răcire pe care le folosim în mod obișnuit, inclusiv frigidere, aparate de aer condiționat (AC) și pompe de căldură.
Frigider
Condensator = transformă vaporii în lichid, compresor = comprimă. Serpentinele de răcire sunt de obicei amplasate în interiorul frigiderului, în timp ce serpentinele condensatorului sunt amplasate în afara frigiderului (în spatele frigiderului).
În interiorul serpentinelor se află un fluid în echilibru de fază (existând în stare lichidă și de vapori). Acest fluid este cunoscut sub numele de agent frigorific. Agentul frigorific utilizat în mod obișnuit în trecut era freonul. Freonul nu mai este utilizat astăzi deoarece eliberarea sa poate deteriora stratul de ozon.
Motorul compresorului (acționat de electricitate) aspiră agentul frigorific (sub formă de vapori) și îl comprimă adiabatic. Din cauza compresiei adiabatice, temperatura vaporilor crește. Pe măsură ce temperatura crește, crește și presiunea vaporilor. Diferența de temperatură dintre compresor (temperatură ridicată) și condensator (temperatură scăzută) face ca vaporii de înaltă temperatură și presiune să curgă prin bobinele condensatorului situate în spatele frigiderului.
Temperatura aburului este mai mare decât temperatura aerului înconjurător, așa că atunci când acesta curge prin serpentina condensatorului, aburul eliberează căldură în aerul înconjurător. Deoarece este condensat de condensator, aburul se răcește și se transformă în lichid. Când curge prin supapa de expansiune, agentul frigorific care s-a transformat în lichid se dilată adiabatic. Prezența expansiunii adiabatice face ca lichidul să se răcească (temperatura acestuia scade). Lichidul rece curge în interiorul serpentinelor din frigider. Deoarece lichidul din serpentine este mai rece decât aerul din frigider, căldura este absorbită de lichid până când agentul frigorific se transformă în vapori (lichidul absoarbe căldura în frigider). Agentul frigorific care s-a transformat în vapori este aspirat de motorul compresorului și comprimat adiabatic. Și așa mai departe... (procesul se repetă din nou). Deoarece căldura din interiorul frigiderului se deplasează către lichidul din interiorul serpentinelor, frigiderul devine rece.
Aer condiționat (AC)
Deși designul dispozitivului este diferit, principiul de bază de funcționare al unui aparat de aer condiționat este similar cu cel al unui frigider. În acest caz, frigiderul este o cameră. De obicei, serpentinele de răcire sunt amplasate în interiorul camerei, în timp ce serpentinele condensatorului sunt amplasate în exterior. În spatele serpentinelor condensatorului se află un ventilator. Rolul ventilatorului este pur și simplu de a regla circulația aerului și de a sufla serpentinele condensatorului, accelerând astfel transferul de căldură între serpentinele condensatorului și aerul din jur. În schimb, în spatele serpentinelor de răcire se află un ventilator. Funcția sa este similară cu cea a unui ventilator. În timp ce ventilatorul suflă serpentinele condensatorului în exterior, direcționând căldura către aerul din jur, ventilatorul suflă serpentinele de răcire în interior, răspândind aer rece în toată camera.
Pompă de căldură
Pompele de căldură sunt utilizate de obicei în iernile reci. Principiul de funcționare al unei pompe de căldură este similar cu cel al unui frigider. Diferența este că un frigider este un dispozitiv folosit pentru a răci o cameră, în timp ce o pompă de căldură este folosită pentru a încălzi o cameră. În timp ce un frigider efectuează lucru mecanic pentru a absorbi căldura din cameră (QL ) și a o elibera în exterior (QH ) , o pompă de căldură absoarbe căldura din exterior (QL ) și o eliberează în cameră (QH ) . Căldura adăugată face ca încăperea să devină mai caldă. Când vine vara, pompa de căldură poate fi inversată pentru a funcționa ca aparat de aer condiționat (AC).
