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.

Fontes

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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)

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