Física
Como a geladeira esfria: um compressor faz o fluido evaporar por dentro e condensar por fora
Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026
Assuntos: Ciência do cotidiano
A geladeira não cria frio: ela retira calor de dentro e o despeja na cozinha. Um fluido refrigerante evapora na serpentina interna, absorvendo calor; um compressor, movido a eletricidade, eleva sua pressão, e ele condensa na serpentina externa, liberando esse calor. Calor só vai do frio para o quente com trabalho externo, por isso a parte de trás fica mais quente que o ambiente.
Calor é energia que passa de um corpo mais quente para um mais frio. Para fazê-lo seguir o caminho oposto, é preciso gastar trabalho. A geladeira usa um fluido refrigerante que muda de fase: ao evaporar, o líquido absorve a energia chamada calor de vaporização; ao condensar, devolve essa mesma energia. O fluido circula num circuito fechado com duas serpentinas (trocadores de calor). A interna, o evaporador, fica em baixa pressão e absorve calor dos alimentos. A externa, o condensador, fica em alta pressão e cede calor ao ar da cozinha. O compressor, um motor elétrico, faz a diferença de pressão e move o fluido. Em física, o conjunto é uma máquina térmica operada ao contrário.
A mesma máquina, ao contrário
Uma bomba de calor é uma geladeira cujo foco é o lado quente. Em livros-texto, 1 kWh de eletricidade pode bombear cerca de 3 kWh de calor do ar frio de fora para dentro de casa, mais do que um aquecedor de resistência entrega.
Como sabemos que o calor não sobe sozinho
O ponto de partida é a observação cotidiana: calor nunca passa espontaneamente de um corpo frio para um quente. O enunciado de Clausius da segunda lei diz que é impossível um refrigerador fazer isso sem ajuda externa. Livros-texto mostram que ele é equivalente ao enunciado de Kelvin (nenhum motor converte todo o calor em trabalho): se um 'refrigerador perfeito' existisse, combiná-lo com um motor real daria um motor perfeito. A geladeira real cumpre a regra: recebe trabalho elétrico e, por isso, a conta fecha.
Quanto trabalho a geladeira gasta
Pela conservação de energia, o calor despejado atrás é o calor retirado de dentro somado ao trabalho do compressor. Por isso a parte de trás esquenta mais do que o ambiente. O coeficiente de desempenho é o calor retirado dividido pelo trabalho. No caso ideal depende só das temperaturas em kelvin: entre 0 °C e 25 °C, cerca de 10,9. Quanto maior a diferença entre dentro e fora, menor o valor. Geladeiras reais ficam abaixo desse limite teórico.
A mesma máquina aquece: bomba de calor e ar-condicionado
Ar-condicionados e bombas de calor seguem os mesmos princípios da geladeira; muda o foco. Na geladeira interessa o calor tirado do frio. Na bomba de calor, o calor entregue ao quente. Um valor típico comercial é de 3 a 4 unidades de energia entregues por unidade de eletricidade, mais que um aquecedor de resistência (no máximo 1 por 1). O desempenho cai quando a temperatura externa diminui, o que limita seu uso em climas muito frios.
Como sabemos
Mecanismo básico e segunda lei são conteúdo consolidado de livro-texto; fontes são HyperPhysics e OpenStax.
- Consenso científico: Uma geladeira é uma máquina que realiza trabalho sobre uma substância refrigerante para recolher energia de uma região fria e liberá-la numa região de temperatura mais alta. [1] Página 'Refrigerator'
Contexto: Descrição geral de refrigeradores, condicionadores de ar e bombas de calor. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: A energia térmica não flui espontaneamente de uma região fria para uma quente, mas pode ser forçada a fazê-lo com trabalho sobre o sistema. [1] Página 'Heat Transfer from Cold to Warmer Region'
Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Pelo enunciado de Clausius da segunda lei, é impossível construir um refrigerador que leve calor de um reservatório frio a um quente sem ajuda externa. [4] Seção 4.5, enunciado de Clausius
Contexto: Vale para qualquer máquina cíclica entre dois reservatórios. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: No ciclo usual, um fluido refrigerante líquido é forçado a evaporar e extrai energia da área fria; depois é comprimido e forçado a condensar na área quente, despejando ali o calor de vaporização. [1] Página 'Heat Transfer from Cold to Warmer Region'
Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Numa geladeira doméstica, o fluido (com ponto de ebulição abaixo do ponto de congelamento da água) vaporiza no evaporador, é comprimido e passa pelo condensador, onde libera calor para fora. [3] Seção 4.4, legenda da Figura 2
Contexto: Esquema simplificado de geladeira doméstica. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: A evaporação e a condensação são provocadas ao baixar e elevar sucessivamente a pressão do fluido refrigerante. [1] Página 'Refrigerator'
Contexto: Os fluorocarbonos citados pela fonte são um exemplo histórico de fluido. · Limitações: A fonte não descreve o componente que baixa a pressão; ele não é nomeado no texto. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: O trabalho necessário vem de um motor que movimenta o fluido refrigerante pelas serpentinas; é ele que aparece na conta de luz. [3] Seção 4.4
Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: A área atrás de uma geladeira em funcionamento fica mais quente que a temperatura ambiente, embora o congelador esteja muito frio. [1] Página 'Refrigerator'
Contexto: Observação cotidiana descrita pela fonte; modelos com serpentina embutida na lateral ou na base esquentam outras partes do gabinete (não coberto pela fonte). · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: O coeficiente de desempenho de uma geladeira é o calor removido da região fria dividido pelo trabalho realizado por ciclo. [3] Seção 4.4
Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Pela conservação de energia, o trabalho é a diferença entre o calor despejado no reservatório quente e o calor retirado do frio; logo o calor liberado é maior que o retirado. [3] Seção 4.4
Contexto: A relação W = Qh - Qc aparece na fonte logo após o trecho. · Limitações: A conclusão 'maior que o retirado' é consequência direta de W > 0 (inferência nossa). · Conferida em parte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Numa máquina ideal (de Carnot), o desempenho de uma geladeira depende apenas das temperaturas: K = Tc / (Th - Tc), com temperaturas em kelvin. Entre 0 °C e 25 °C o valor é cerca de 10,9. [5] Seção 4.6, exercício 2 (resposta a)
Contexto: Limite teórico para um ciclo reversível; geladeiras reais ficam abaixo dele. · Limitações: Fórmula apresentada na fonte para gás ideal; o valor 10,9 é o do exercício (273,15 / 25), conferido por cálculo nosso. · Conferida em parte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Uma bomba de calor elétrica pode transferir mais energia do que consome: 1 kWh de eletricidade pode 'bombear' cerca de 3 kWh de calor do ambiente externo mais frio para dentro da casa; o valor típico comercial está entre 3 e 4. [2] Página 'Air Conditioners and Heat Pumps'
Contexto: Exemplo ilustrativo de livro-texto; valores variam com as temperaturas. · Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Bombas de calor ficam menos eficazes à medida que a temperatura externa cai. [5] Seção 4.6, texto após o exemplo da bomba de calor
Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada - Consenso científico: Ar-condicionado e bombas de calor funcionam pelos mesmos princípios da geladeira. [1] Página 'Refrigerator'
Conferida na fonte (texto integral), conferência automatizada
Fontes
- Georgia State University, HyperPhysics — Refrigerator / Heat Transfer from Cold to Warmer Region (HyperPhysics)
Nave, R. · s.d. · Livro ou obra de referência · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 - Georgia State University, HyperPhysics — Heat Pump / Air Conditioners and Heat Pumps / Coefficient of Performance (HyperPhysics)
Nave, R. · s.d. · Livro ou obra de referência · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 - OpenStax / LibreTexts — 4.4: Refrigerators and Heat Pumps (University Physics Volume 2)
OpenStax · 2016 (página atualizada em 2025) · Livro ou obra de referência · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 - OpenStax / LibreTexts — 4.5: Statements of the Second Law of Thermodynamics (University Physics Volume 2)
OpenStax · 2016 (página atualizada em 2025) · Livro ou obra de referência · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 - OpenStax / LibreTexts — 4.6: The Carnot Cycle (University Physics Volume 2)
OpenStax · 2016 (página atualizada em 2025) · Livro ou obra de referência · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026
Histórico de alterações
- Versão 1 · 12/10/2026 — Primeira versão (produção 1.000, lote 2; conferência de trechos automatizada)