Um jovem estudante de termodinâmica foi pegar sua preciosa cerveja na geladeira e reparou que, pelo fato do dia estar mais frio do que o normal, sua cerveja congelou. Explique porque a temperatura da geladeira diminui quando o ambiente externo se torna mais frio.

A geladeira é um refrigerador que utiliza um pequeno motor para fazer o fluxo de calor se inverter, ou seja, fluir do reservatório mais frio (interior da geladeira) para o mais quente (ambiente).

Isso tudo acontece por meio do fluido de trabalho (esse fluido que transporta o calor). Normalmente esse fluido irá roubar calor de dentro da geladeira e, ao entrar em contato com o ambiente externo, libera esse calor para o ambiente.

O fluido consegue ceder calor ao ambiente por estar mais quente do que esse, e roubar calor da geladeira por estar mais frio do que essa. Observe a figura abaixo e veja como fluido rouba calor da geladeira quando está frio e cede calor ao ambiente quando está quente.

É interessante também perceber que quando o fluido rouba calor ele aquece e quando cede calor ele resfria.

Então quando a temperatura ambiente cai a diferença de temperatura entre o fluido e o ambiente se torna maior, aumentando assim a troca de calor. Como estamos falando de calor trocado com o reservatório frio então é o que aumenta.

Como o consumo de energia da geladeira não muda permanece constante e utilizando a primeira lei aplicada aos ciclos:

Vamos perceber que também deve aumentar para que permaneça constante. Sendo assim o fluido irá roubar mais calor () da geladeira deixando-a mais fria do que o normal.