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 válvula no compressor e é comprimido.

À medida que o êmbolo sobe, a válvula que permitiu a entrada do gás fecha-se e outra válvula abre-se, e o gás entra em uma região de alta pressão, o condensador onde se torna líquido.
Nessa mudança de fase há a liberação de calor para o exterior da geladeira.

Do congelador o fluido de refrigeração entra por uma válvula para a região de baixa pressão, o vaporizando (congelador).

Quando a temperatura de um sólido aumenta suficientemente, a energia cinética de suas moléculas aumenta tanto que vence as forças de atração e faz com que essas moléculas abandonem as posições fixas que ocupavam, fazendo com que o sólido passe para a fase líquida.

Continuando a aumentar a temperatura dessas substâncias, a agitação das moléculas aumenta até vencer totalmente as forças de atração, e as moléculas passam a se mover com grande facilidade, atingindo a fase gasosa.

Se a temperatura diminuir, os fenômenos acontecerão no sentido inverso, a agitação das moléculas diminuirá e a substância passa da fase gasosa líquida e depois à fase sólida.

A passagem do estado sólido para o estado líquido, é chamada de fusão; do estado líquido para o sólido, solidificação; do estado líquido para o gasoso, vaporização; da fase gasosa para a fase líquida, condensação ou liquefação; e a passagem direta do estado sólido para o estado gasoso ou vice-versa, sublimação. Os fenômenos de fusão e de vaporização acontecem sempre devido ao recebimento de calor, enquanto a solidificação e a liquefação ocorrem devido à perda de calor.

A vaporização pode ocorrer de duas formas: evaporação e ebulição. A evaporação é a passagem de uma substancia líquida para a fase gasosa quando o fenômeno acontece de forma lenta e apenas na superfície do líquido, podendo ocorrer em qualquer temperatura. As partículas da superfície do líquido que apresentarem uma energia de agitação um pouco maior do que as outras, encontram grande facilidade em abandonas o líquido e passar para o estado gasoso.

Já ebulição, é o nome que se dá à passagem de uma substância da fase líquida para a gasosa, quando o fenômeno se processa de uma maneira agitada em todo o líquido (água em um recipiente sendo aquecido no fogo).

Para determinar a temperatura de um objeto é necessário um conceito obtido independentemente das percepções sensoriais e que envolva quantidades que se possa medir. Todos os corpos são constituídos por partículas que estão sempre em movimento, que é denominado energia interna do corpo.

O nível de energia interna de um corpo depende da velocidade com que suas partículas se movimentam. Se o movimento é rápido, o corpo possui um nível de energia interna alto, caso contrário, o nível de energia será baixo.

Podemos dizer então que a temperatura é uma grandeza física que mede o estado de agitação das partículas de um corpo, caracterizando o seu estado térmico.
Os aparelhos que permitem medir a temperatura dos corpos são chamados de termômetros.

A temperatura de um corpo indica se ele vai ganhar ou perder energia interna ao entrar em contato com outro corpo. Se dois corpos, um quente e outro frio, forem colocados em contato, uma parcela da energia interna do corpo quente passará para o corpo frio sob forma de calor. Da mesma forma que a água se movimenta no sentido da gravidade, o calor flui de um corpo de temperatura maior para o de temperatura menor. Após um certo tempo, a temperatura dos dois corpos irá se igualar, chegando ao equilíbrio térmico.

É importante diferenciar calor de temperatura, pois são grandezas fisicamente diferentes. A temperatura é a medida do nível de energia interna de um corpo; já calor é a energia térmica em trânsito entre dois corpos ou sistemas, decorrente apenas da existência de uma diferença de temperatura entre eles.

De acordo com a sua natureza, as grandezas físicas podem ser agrupadas em dois tipos: as escalares e as vetoriais. Quando para caracterizar uma grandeza física, precisamos somente de um valor numérico associado a uma unidade de medida, temos uma grandeza escalar. Grandezas como comprimento, massa e tempo são três exemplos de grandeza escalar.

Por outro lado existem grandezas físicas que não podem ser caracterizadas de modo satisfatório pela simples menção do valor numérico e da unidade de medida.
Para ficarem bem caracterizadas, muitas grandezas requerem referencias de direção e sentido, além do valor numérico e da unidade de medida. A esse tipo de grandeza, dá-se o nome de grandeza vetorial.

Como exemplo, consideramos a grandeza física força. Nossa intuição nos leva a associar força ao ato de puxar ou empurrar alguma coisa. Um número associado a uma unidade de medida, porém pode somente caracterizar a intensidade de uma força. Ao empurrar ou puxar uma caixa, podemos fazê-lo, por exemplo, verticalmente ou horizontalmente. Mesmo que em todos os casos a força aplicada tenha a mesma intensidade, teremos, para cada situação um efeito diferente.

Quando tentamos afundar uma bola de plástico em um líquido verificamos que, quanto mais a bola afundar nele, maior será a força de resistência, ou seja, maior a dificuldade oferecida pelo líquido.

Se a bola for levada até o fundo e logo após, solta, ela subirá rapidamente. Isso ocorre porque o líquido exerce sobre a bola uma força vertical de baixo para cima, chamada de empuxo. Ele representa a força resultante do líquido sobre a bola. Como a força é diretamente proporcional à pressão, ela é maior onde a pressão é maior, ou seja, às maiores profundidades. As forças que atuam na parte de baixo da bola são maiores do que as que empurram a bola para baixo. A soma de todas essas forças tem direção vertical e sentido para cima. É o empuxo que empurra para cima os corpos mergulhados no líquidos.

Todo corpo imerso parcial ou totalmente em um líquido recebe uma força (empuxo) de baixo para cima, igual ao peso da porção de líquido deslocado pelo corpo.

Suponha que uma determinada massa gasosa contida em um recipiente seja submetida à ma determinada pressão. Essa pressão é devida aos choques das moléculas do gás com as paredes do recipiente. Se o volume do recipiente diminuir, a freqüência de choques aumenta e, portanto, a pressão também.

Se durante o processo, a temperatura se mantiver constante, pode-se verificar que a pressão varia de uma forma inversamente proporcional ao volume. A lei de Boyle, diz portanto, que em uma transformação isotérmica, a pressão de uma dada massa de gás é inversamente proporcional ao volume ocupado pelo gás.

Suponha, agora, que uma determinada massa gasosa esteja contida em um cilindro provido de um êmbolo móvel, sujeito a uma pressão constante exercida pela atmosfera. Com o aquecimento do sistema, as moléculas do gás se agitam mais rapidamente, aumentando o número de choques com as paredes do recipiente, deslocando o êmbolo móvel para cima ate que haja um equilíbrio entre a pressão interna e a externa.

Dessa maneira, à medida que aumentamos a temperatura do gás, ocorre aumento do volume por ele ocupado no cilindro, enquanto a pressão permanece constante. Essa conclusão representa a lei de Gay-Lussac (em uma transformação isobárica, o volume ocupado por uma dada massa gasosa é diretamente proporcional à temperatura). Já a lei de Charles, diz que quando o volume é constante, a pressão de uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.

Um corpo quente não demora a entrar em equilíbrio térmico com o meio exterior. O calor passa de um corpo para o outro devido a uma diferença de temperatura. A propagação do calor ocorre de três modos: condução, convecção e irradiação.

A condução é um processo de transmissão de calor através do qual a energia passa de molécula para molécula sem que elas sejam deslocadas. A convecção é um processo de transmissão do calor, nos líquidos ou nos gases, efeito das camadas aquecidas que se chamam correntes de convecção. Na convecção não ocorre passagem de energia de um corpo para outro, mas movimentos de partículas, levando consigo a energia de uma posição para outra.

Por isso ela não pode ocorrer no vácuo. Esse tipo de propagação do calor explica o fenômeno dos aparelhos de ar-condicionado serem colocados na parede superior de uma sala, pois dessa forma provocam a convecção do ar, com a descida do ar frio e a subida do ar quente.

A irradiação é um processo de transmissão de energia entre dois corpos que não precisa de um meio material para se propagar. Essa energia que não necessita de um meio material para se propagar denomina-se energia radiante e é transmitida por ondas eletromagnéticas. O corpo que emite essa energia radiante é o emissor, o que receber, receptor.

Quando a energia radiante incide sobre a superfície de um corpo, ela é parcialmente absorvida, parcialmente refletida e parcialmente refratada. Os corpos que recebem essa energia radiante podem ser divididos em: corpos opacos (quando a maior parte da energia incidente é absorvida), corpos transparentes (quando grande parte da energia incidente sobre ele é refratada) e corpo negro (quando todas as radiações incidentes sobre o corpo são absorvidas).