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O princípio de funcionamento da bomba de calor assenta no Príncipio de Carnot que demonstra que o rendimento teórico máximo de qualquer máquina térmica não depende das propriedades dos fluidos mas sim das temperaturas dos corpos entre os quais se processa a transferência de calor. Mais tarde, a concepção teórica de Lorde Kelvin define que um gás pode comportar-se ciclicamente, comprimido e expandido, produzindo o frio e o calor. Basicamente, a ideia é transferir o calor de um local para outro. Na realidade é exactamente o mesmo princípio presente em aparelhos tão comuns como o vulgar frigorífico e a maioria dos aparelhos de ar-condicionado, uma vez que a energia térmica de uma fonte (frequentemente do próprio ambiente) é transportada para uma zona de utilização a temperaturas mais elevadas, sendo apenas necessário pagar o custo energético deste transporte.
Bomba de calor é um mecanismo que funciona entre duas fontes térmicas, uma fria e outra quente, bombeando ou retirando calor da fonte fria e liberando pra quente. Essa troca de calor só é possivel por meio da realização de trabalho no caso da geladeira representado pelo trabalho de compressão, nela podemos observar dois mecanismo intimamente ligados a troca de calor, internamente congelador ou placa fria nas geladeiras sem congelador uma serpentina alertada na parte posterior da geladeira.
A refrigeração consiste em provocar, por meio de processos de troca e calor, o resfriamento do interior de uma geladeira. Desse modo, a geladeira funciona como bomba de calor, transferindo-o para o ambiente.
Esse processo não é espontâneo, pois a troca de calor ocorre do mais frio para o mais quente, que é o oposto da troca espontânea. Na geladeira, o trabalho é realizado por um motor.
A substância de operação dessa máquina é o freon, que circula alternadamente como líquido e como gás e possui alto calor latente de vaporização.
O processo inicia-se quando o fluido de refrigeração na fase gasosa entras através de uma