L’amico fedele Frigorifero

Che cos’è il calore? Da cosa dipende se un corpo è freddo oppure caldo?

Il calore è una proprietà intrinseca dei corpi che dipende direttamente dall’agitazione termica delle sue molecole. Ovvero, da quanto velocemente si muovano le molecole che compongono quel determinato corpo.

Un ghiacciolo, appena tirato fuori dal freezer, risulta essere freddo perché le molecole hanno una bassa energia termica, sono quasi ferme, e questo spiega anche la compattezza dei corpi solidi. Mentre un caffè, appena versato nella tazzina, ha delle molecole particolarmente agitate tanto che alcune hanno abbastanza energia da avviare una transizione di fase, cioè passano dallo stato liquido a quello gassoso. Questo  spiega il perché del fumo che si dipana su un cibo riscaldato (si pensi all’acqua che bolle), e si legittima anche quell’azione quasi inconscia di soffiare su un cibo bollente: soffiando spingiamo via quelle molecole che sono particolarmente agitate e quindi sono passate alla stato gassoso, evitando così che si depositano nuovamente sul cibo restituendo la loro energia alle altre molecole.

Ma esiste un strumento molto più efficace per raffreddare gli alimenti: il frigorifero.

Il frigorifero opera sostanzialmente secondo lo stesso principio di noi che soffiamo su un caffè bollente, ma utilizza un liquido per catturare calore dal suo interno e restituirlo all’esterno. Inizialmente questo liquido era il freon, ora invece si utilizza il tetrafluoroetano.

Questo liquido è spinto da un motore elettrico che lo pompa in un articolato sistema di tubi di metallo che riveste tutte le parete del frigorifero. Si utilizza il metallo perché è un ottimo conduttore di energia, che può essere elettrica ma anche termica. I tubicini sono sistemati all’esterno e all’interno della cella frigorifera. Quelli all’esterno sono più stretti, mentre quelli all’interno più larghi. Il refrigerante spinto all’interno del frigorifero dove i tubi sono più larghi, passa dallo stato liquido a quello aeriforme in conformità della prima legge di Guy-Lussac, ovvero avviene una trasformazione isobara: mantenendo la pressione costante, all’aumentare del volume aumenterà la temperatura. Per effettuare questa transizione di stato, ha bisogno di energia. L’energia necessaria è reperita dalle pareti interne del frigorifero, contribuendo così all’abbassamento della temperatura interna del frigorifero. Quindi per massimizzare questo fenomeno, il tubo è disposto secondo una serie di curve a s per catturare più calore possibile, e ovviamente, in corrispondenza del freezer la densità delle s è maggiore.

Una volta che ha acquisito il calore, il tetrafluoroetano continua il suo percorso ed esce dalla parte interna del frigorifero, dove ora i tubi si fanno da capo più stretti. Per il procedimento inverso di quello visto precedentemente, il refrigerante si tramuta da gas in liquido, e effettuando questo passaggio di stato libera l’energia acquisita precedentemente all’esterno. Pr questo motivo, questa sezioni di tubi sono posizionati all’esterno del frigorifero, per evitare che restituiscano il calore all’interno.

Quando un sensore indica che la temperatura interna del frigorifero è stata raggiunta, la pompa si stacca. Tuttavia, vuoi per le dispersioni termiche delle guarnizioni delle porte frigo, vuoi per le assidue aperture per prendere qualcosa che possa domare la tua fame insaziabile, il contenuto all’interno del frigo si riscalda e ad un certo punto la pompa si riattiverà.

Pubblicato da Der Suchende

Ricercatore di verità celate, appassionato di conoscenze sopite, domatore di concetti cavillosi, scrutatore di caleidoscopiche realtà.

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