Formulación de Clausius para la Segunda Ley de la Termodinámica: Refrigerador

Un refrigerador es una máquina de calor funcionando en sentido inverso. En un refrigerador queremos producir un proceso antinatural, esto es, que fluya calor de menor a mayor temperatura. Entonces tenemos que pagar un precio: realizar trabajo produciendo un cambio. Así las cosas, tenemos

$$\vert W\vert=\vert Q_S\vert-\vert Q_E\vert.$$ (39)

porque ahora $W>0$. Definamos la eficacia como el inverso de la eficiencia:

$$\eta=\frac{\vert Q_E\vert}{\vert W\vert}=\frac{\vert Q_E\vert}{\vert Q_S\vert-\vert Q_E\vert}.$$ (40)

En un refrigerador perfecto $W=0$ y por tanto $K\rightarrow\infty$. La segunda Ley de la Termodinámica en la formulación de Clausius nos dice:

No es posible en un proceso cíclico que el calor fluya de un cuerpo a otro cuerpo con mayor temperatura, sin que otro cambio ocurra.

Podemos decir entonces que no existen refrigeradores perfectos, son antinaturales. A propósito, ya se ha inventado el refrigerador ecológico (green refrigerator), que disminuye hasta la mitad el consumo de energía eléctrica, libera mucho menos monóxido de carbono y no dañan la capa de oxono. Uno de los más prometedores para uso doméstico es el basado en el poder termoeléctrico (efecto Peltier) y puede trabajar como máquina de calor y como refrigerador. Esta máquina térmica puede sustituir a la basada en el compresor de vapor, pero su consumo eléctrico es aún elevado. Nada es perfecto.