Entendamos el funcionamiento de una nevera o frigorífico

El funcionamiento de la heladera se basa en las siguientes propiedades físicas, que permiten generar frío:

1. El calor se transfiere de un cuerpo caliente a uno frío


Para calentar un material debemos acercarlo a una fuente caliente, que se encuentra a mayor temperatura. ¿Por qué ocurre esto? La transferencia de calor es un flujo de energía. Cuando se transmite calor entre dos cuerpos, uno pierde energía y el otro la gana. El cuerpo que pierde calor disminuye su temperatura o cambia de estado (por ejemplo, pasa de gas a líquido o de líquido a sólido). Cuando dos cuerpos a distinta temperatura se ponen en contacto, el calor es transferido del más caliente al más frío. De esta manera, la temperatura de ambos tiende a igualarse.

2. Los gases muy comprimidos se condensan

Seguramente conocen los encendedores de plástico transparente y vieron que contienen un líquido. Esos encendedores queman un gas semejante al que arde en la cocina. Pero ¿dónde está ese gas? El gas está condensado, es decir, se encuentra en estado líquido, encerrado a alta presión (comprimido) dentro del encendedor. Cuando se comprime un gas, el volumen que ocupa se reduce (sus moléculas se acercan entre sí) y su presión aumenta. Al llegar a una presión suficientemente elevada (volumen muy pequeño), las moléculas se acercan lo suficiente como para atraerse entre sí y formar el líquido.

3. La evaporación quita calor

Cuando salimos de la ducha o de la pileta, sentimos frío. ¿Por qué? El agua, al evaporarse, toma calor, es decir que cuando el agua se transforma en vapor le quita calor al cuerpo y por eso sentimos frío. Lo mismo pasa si nos ponemos alcohol o acetona sobre la piel; el líquido se evapora más rápidamente que el agua, y al quitar más rápido el calor de la piel sentimos más frío.


En verano mojarse puede ser un alivio. Pero si nos mojamos en invierno hay que secarse enseguida, porque el agua, al evaporarse, quita calor del cuerpo. Cuando hace calor o hacemos ejercicio físico, transpiramos más. La evaporación del sudor ayuda a bajar la temperatura del cuerpo. Esta propiedad también puede observarse con los aerosoles. Cuando rociamos una cantidad considerable de cualquier producto envasado en aerosol, notamos que el envase se enfría. ¿Por qué ocurre esto?

• Dentro del envase hay una sustancia, el propelente, que sirve para impulsar el producto que se desea rociar (por ejemplo, desodorante o insecticida). El propelente, en condiciones normales, es una sustancia gaseosa, pero dentro del aerosol se encuentra comprimido en estado líquido.
• Cuando se oprime la válvula, la presión interna del envase empuja su contenido hacia fuera y sale el propelente con el producto. Esto disminuye la presión en el interior del envase.
• Al haber menos presión, parte del líquido que está en el envase se evapora.
• Al evaporarse, el propelente absorbe calor del ambiente. Por lo tanto, los materiales próximos, como el envase, se enfrían.

El aerosol se enfría porque la evaporación quita calor.

En los ejemplos anteriores se pudo observar que cuando un líquido se hace gas (evaporación), quita o absorbe calor. Esto se debe a que el gas tiene un mayor contenido energético que el líquido, si tienen la misma temperatura. En el caso contrario, cuando un gas se hace líquido (condensación), se libera calor. En estas transformaciones, la diferencia de energía entre ambos es liberada o absorbida en forma de calor.

4. La compresión calienta, la expansión enfría

• Cuando inflamos la rueda de una bicicleta, notamos que el tubo del inflador se calienta. ¿Por qué ocurre esto?
• Cuando un gas se comprime, aumenta su temperatura (se calienta); y cuando se expande (aumenta su volumen), su temperatura disminuye (se enfría).
• Al inflar la rueda, empujamos con un émbolo el aire contenido dentro d el tubo del inflador (le entregamos energía en forma de trabajo).
• Al comprimirse, el aire aumenta su temperatura, le transfiere calor al tubo del inflador (que se encontraba a menor temperatura) y hace que éste se caliente.

El inflador se calienta porque el gas se comprime.

Estos cambios se deben a la pérdida de energía del gas cuando se expande, a causa del trabajo que realiza al "empujar hacia fuera" y a la energía que se le transfiere al comprimirlo cuando se lo "empuja hacia adentro".