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Il condizionatore è basato su un ciclo frigorifero (percorso in senso antiorario nel piano {$pV$}). Per semplicità lo illustriamo in figura 1 con lo schema di bilancio energetico, supponendo che si tratti di un ciclo di Carnot i cui termostati sono rispettivamente la casa (quello freddo) e l'ambiente esterno (quello caldo). Il coefficiente frigorifero vale
{$$\varepsilon = \frac {Q_A}{Q_D-Q_A} = \frac {T_F}{T_C - T_F}$$}
Con questo sistema ideale, ad esempio, se si vuole mantenere in casa la temperatura di {$T_F =25$} C quando fuori essa vale {$T_C=35$} C, con un lavoro totale di {$|W|=100$} J si estraggono {$Q_A = \varepsilon |W| = 2980$} J per ciclo. L'efficienza pari quasi a 30 è dovuta al fatto che il numeratore è una temperatura ambiente, ossia un numero abbastanza grande, circa 300 K, mentre i denominatore è la differenza di due temperature ambiente, ossia un numero piccolo, 10 K nell'esempio. E' molto efficace nel pompare calore dall'ambiente interno a quello esterno.
Se si volessero mantenere in casa 20 C (solo 5 gradi di meno dell'esempio precedente), il numeratore diminuirebbe di meno del 2%, ma il denominatore aumenterebbe del 50% determinando una riduzione totale della frazione a circa il 65% del valore calcolato prima. In definitiva l'efficienza del condizionatore cresce rapidamente con la richiesta una temperatura meno fredda.
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Figura 1.Un condizionatore d'estate: la casa è mentenuta più fredda dell'ambiente esterno a costo di un lavoro fatto sul gas del condizionatore.
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