Ironicamente, os refrigeradores mantêm as coisas frias por causa da natureza do calor. A Segunda Lei da Termodinâmica afirma essencialmente que se um objeto frio for colocado próximo a um objeto quente, o objeto frio ficará mais quente e o objeto quente ficará mais frio. Uma geladeira não resfria itens reduzindo suas temperaturas originais; em vez disso, um gás em evaporação denominado refrigerante retira o calor, deixando a área circundante muito mais fria. Os refrigeradores e os condicionadores de ar trabalham com o princípio de resfriamento por evaporação.
Um refrigerador consiste em dois compartimentos de armazenamento – um para itens congelados e outro para itens que requerem refrigeração, mas não congelamento. Esses compartimentos são circundados por uma série de tubos de troca de calor. Perto da parte inferior da unidade do refrigerador, há um dispositivo de metal pesado chamado compressor. O compressor é alimentado por um motor elétrico. Mais tubos de troca de calor estão enrolados atrás da geladeira. Em todo o sistema está a amônia pura, que evapora a -27 graus Fahrenheit (-32 Celsius). Este sistema é fechado, o que significa que nada é perdido ou adicionado enquanto ele está operando. Como a amônia líquida é um produto químico poderoso, um refrigerador com vazamento deve ser consertado ou substituído imediatamente.
O processo de refrigeração começa com o compressor. O gás amônia é comprimido até ficar muito quente com o aumento da pressão. Este gás aquecido flui através das serpentinas atrás do refrigerador, que permitem que o excesso de calor seja liberado para o ar circundante. É por isso que os usuários às vezes sentem o ar quente circulando ao redor do refrigerador. Eventualmente, a amônia esfria até o ponto em que se torna um líquido. Essa forma líquida de amônia é então forçada a passar por um dispositivo chamado válvula de expansão. Essencialmente, a válvula de expansão tem uma abertura tão pequena que a amônia líquida se transforma em uma névoa muito fria e rápida, evaporando enquanto viaja pelas bobinas do freezer. Como essa evaporação ocorre a -27 graus F (-32 graus Celsius), a amônia extrai calor da área circundante. Esta é a Segunda Lei da Termodinâmica em vigor. O material frio, como o gás de amônia em evaporação, tende a absorver o calor de materiais mais quentes, como a água da bandeja de cubos de gelo.
Conforme o gás de amônia em evaporação absorve mais calor, sua temperatura aumenta. As bobinas em torno do compartimento inferior do refrigerador não são tão compactas. A amônia fria ainda retira calor dos objetos mais quentes na geladeira, mas não tanto quanto a seção do freezer. O gás amônia é puxado de volta para o compressor, onde todo o ciclo de pressurização, resfriamento e evaporação começa novamente.
Esperamos que você não se esqueça de tudo isso da próxima vez que degustar um copo de limonada gelada.