Por que não existe um freezer rápido como um micro-ondas?

Para entender as limitações no processo de congelamento dos alimentos precisamos conhecer, antes de tudo, o funcionamento de um “freezer”.

Um “freezer” é composto basicamente por um compressor, um condensador, uma válvula descompressora e um evaporador. Ele funciona em ciclos, em um sistema fechado, utilizando um líquido refrigerante.

O compressor aumenta a temperatura e a pressão do líquido refrigerante, transformando-o em um gás, que irá circular no sistema. Quando esse gás passa pelo condensador, perde calor para o meio liquefazendo-se. Ainda em alta pressão, chega a válvula descompressora, onde irá baixá-la, sendo conduzido para serpentina do evaporador. No evaporador, o líquido refrigerante retira calor do interior do “freezer”, vaporizando-se. Esse gás é novamente conduzido ao compressor para que o ciclo recomece.

O “freezer” é considerado uma máquina frigorífica, pois trabalha com uma substância trocando calor entre fontes quente e fria. Todo esse sistema respeita as leis da termodinâmica, e conhecendo-as bem podemos entender porque não temos um “freezer” “super eficiente”.

Segundo o primeiro princípio da termodinâmica, a quantidade de calor cedida para o meio ambiente através do condensador é igual à quantidade de calor retirada do interior da máquina frigorífica, mais o trabalho realizado pelo compressor.

A eficiência de uma máquina frigorífica está associada a quantidade de calor que é retirada de seu interior e a quantidade de trabalho necessária para que isso ocorra, ou seja, quanto maior a quantidade de calor retirada do interior de uma máquina frigorífica para uma mesma quantidade de trabalho, maior será a sua eficiência.

Entretanto, podemos perceber que, para retirar calor de seu interior, uma máquina frigorífica irá produzir sempre mais calor, pois maior será a quantidade de trabalho necessária.

Portanto, para uma máquina frigorífica ser “super eficiente” teria que funcionar sem a necessidade de receber trabalho, mas isso fere a segunda lei da termodinâmica, que diz que o calor não flui espontaneamente da fonte fria para fonte quente.

Material complementar (exclusivo para assinantes Educa): 
Estudo Interativo sobre Termodinâmica

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