Irónicamente, los refrigeradores mantienen las cosas frías debido a la naturaleza del calor. La Segunda Ley de la Termodinámica establece esencialmente que si un objeto frío se coloca al lado de un objeto caliente, el objeto frío se calentará y el objeto caliente se enfriará. Un refrigerador no enfría los artículos bajando sus temperaturas originales; en cambio, un gas que se evapora llamado refrigerante extrae el calor, dejando el área circundante mucho más fría. Tanto los refrigeradores como los acondicionadores de aire funcionan según el principio de enfriamiento por evaporación.
Un refrigerador consta de dos compartimentos de almacenamiento: uno para alimentos congelados y el otro para artículos que requieren refrigeración pero no congelación. Estos compartimentos están rodeados por una serie de tubos de intercambio de calor. Cerca de la parte inferior de la unidad del refrigerador hay un dispositivo de metal pesado llamado compresor. El compresor funciona con un motor eléctrico. Más tubos de intercambio de calor están enrollados detrás del refrigerador. Corriendo por todo el sistema hay amoníaco puro, que se evapora a -27 grados Fahrenheit (-32 Celsius). Este sistema está cerrado, lo que significa que no se pierde ni se agrega nada mientras está en funcionamiento. Debido a que el amoníaco líquido es un químico poderoso, un refrigerador con fugas debe repararse o reemplazarse de inmediato.
El proceso de refrigeración comienza con el compresor. El gas amoniaco se comprime hasta que se calienta mucho debido al aumento de presión. Este gas calentado fluye a través de las bobinas detrás del refrigerador, lo que permite que el exceso de calor se libere al aire circundante. Esta es la razón por la que los usuarios a veces sienten que el aire caliente circula por el frigorífico. Finalmente, el amoníaco se enfría hasta el punto en que se vuelve líquido. Esta forma líquida de amoníaco se fuerza a través de un dispositivo llamado válvula de expansión. Esencialmente, la válvula de expansión tiene una abertura tan pequeña que el amoníaco líquido se convierte en una niebla muy fría y de rápido movimiento, que se evapora a medida que viaja a través de las bobinas del congelador. Dado que esta evaporación ocurre a -27 grados F (-32 grados Celsius), el amoníaco extrae calor del área circundante. Esta es la Segunda Ley de la Termodinámica en vigor. El material frío, como el gas de amoníaco que se evapora, tiende a absorber el calor de los materiales más calientes, como el agua de la bandeja de cubitos de hielo.
A medida que el gas de amoníaco que se evapora absorbe más calor, su temperatura aumenta. Las bobinas que rodean el compartimento inferior del frigorífico no son tan compactas. El amoníaco frío aún extrae calor de los objetos más calientes en el refrigerador, pero no tanto como la sección del congelador. El gas amoniaco vuelve al compresor, donde comienza de nuevo el ciclo completo de presurización, enfriamiento y evaporación.
Esperamos que no olvide todo esto la próxima vez que disfrute de un vaso de limonada fría.