L’idea mi è venuta quando ho notato che il frigorifero era freddo

Avete presente quell’episodio de “I Simpson”  (6×01, “La finestra sul giardino”) in cui Homer, particolarmente accaldato, decide di raffreddare la cucina manomettendo il frigorifero?

Quanti di voi in queste torride giornate estive hanno avuto la stessa idea di Homer?… meglio lasciar stare. 

Come in altri miei articoli vi darò un po’ di informazioni sul funzionamento di questa indispensabile invenzione e poi… Un po’ di storia!

In natura, il calore si trasferisce naturalmente nel verso in cui la temperatura è più bassa, fino al raggiungimento dell’equilibrio termico. Per rispettare il principio zero della termodinamica (banalmente “dal caldo al freddo”), non può però avvenire il contrario, per questo si ricorre a macchine speciali dette “frigoriferi”.

Si tratta di sistemi che operano secondo un ciclo termodinamico inverso, ovvero assorbono lavoro per “spostare” il calore da un ambiente a temperatura più bassa ad uno a temperatura più alta.

Schema ideale di un ciclo frigorifero [per gentile concessione dell’autore]

L’immagine precedente mostra il funzionamento “ideale“ dell’apparecchio (ora, quello reale ha giusto un po’ di attrito, qualche perdita, etc… Niente che sia molto diverso ai fini di questo articolo), cioè un ciclo chiuso in cui un fluido refrigerante, sotto forma di vapore, subisce prima una compressione, quindi “riceve” lavoro. Poi cede calore all’esterno, passando nel condensatore, dove cambia stato e passa da vapore a liquido.

Il refrigerante subisce una laminazione, cioè passa attraverso una valvola, che può essere un tubo capillare o una valvola con otturatore, dove il fluido riduce la sua pressione e la sua temperatura. A questo punto, il suddetto fluido viene portato ad una temperatura inferiore a quella presente nell’ambiente che si vuole raffreddare.

 Infine, giunge nell’evaporatore, dove assorbe il calore presente all’interno del frigorifero e ritorna allo stato di vapore, pronto per rientrare nel compressore e ricominciare il ciclo!

Quindi, il frigorifero funziona assorbendo calore in maniera forzata da una sorgente a temperatura più bassa, l’interno del frigo dove mettiamo il cibo, e lo cede ad una sorgente a temperatura più alta, ovvero, la nostra cucina. La conservazione di questa differenza di temperatura è resa possibile dall’isolamento termico delle pareti del frigo.

Ma questo è un altro discorso.

 Ed ora un po’ di storia (non vi annoiate, non mi dilungherò molto)!
Il primo brevetto pare risalga al 1835 ad opera di un inglese, un tale Jacob Perkins, ma di tutto questo sono giunte a noi solo alcune fonti testuali, nulla di concretamente realizzato. Nel 1851 grazie a John Gorrie si ha qualcosa di più sostanzioso, ovvero, un brevetto per una macchina che fa il ghiaccio!

Il tedesco Windhausen, l’inglese Reece e il francese Tellier, non sono i protagonisti di una barzelletta ma coloro che migliorarono il funzionamento del marchingegno, rendendo il ciclo di raffreddamento “chiuso”, quindi recuperando e riutilizzando il medesimo fluido refrigerante. Dopo questi illustri scienziati, altri ricercatori ci hanno messo le mani, consentendo la realizzazione del frigorifero che tutti noi conosciamo, in ogni sua variante… anche un certo Albert Einstein!

Ora, sperando di non avervi annoiati e visto che siete arrivati fin qui, vi illustro perché Homer aveva torto.

Utilizzare il frigorifero per raffreddare casa non è possibile, in quanto entrambi gli ambienti in un certo lasso di tempo raggiungerebbero l’equilibrio termico. Così il ciclo andrebbe a lavorare tra due sorgenti circa alla stessa temperatura, violando il secondo principio della termodinamica.

La conseguenza più evidente sarebbe quella di scassare il motore del vostro frigorifero.

Quindi, quando fa caldo non fatevi venire strane idee.

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Gianluigi De Simone Ingegnere meccanico ma un pò gestionale, laureato al politecnico di Bari, attualmente vive e lavora a Torino. Appassionato di scienza e tecnologia, lover of Ireland, strimpellatore per passione, divoratore di libri e serie TV. “Ho smesso di discutere con la gente ‘informata’, quindi scrivo!”

Per approfondire:

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