Memahami perubahan energi kulkas sangatlah mudah. Melalui ilustrasi ini kamu bisa memahami proses perubahan tersebut.
Jika tangan kita yang hangat ini diibaratkan sebagai ruangan dalam kulkas kemudian ditetesi dengan air dingin, maka akan ada perpindahan energi kalor dari kulit tangan ke tetesan air sehingga air menjadi panas lalu menguap secara perlahan.
Kejadian ini direspon oleh bagian kulit kita yang tertetesi air tersebut dengan munculnya sensasi rasa dingin. Ini normal, karena sejumlah energi kalor (panas) telah keluar dari kulit kita.
Lalu apa yang terjadi apabila air dingin tersebut jumlahnya banyak?. Jika demikian, maka akan semakin banyak pula energi panas di tubuh kita yang keluar diserap air dingin. Tubuh kita akan mengalami penurunan suhu.
Selanjutnya, bagaimana jika air dingin tersebut kita ganti dengan cairan refrigeran misalnya Freon yang titik didihnya saja sangat rendah yakni -26,3 oC atau -15,4 F ?.
Bisa dibayangkan, sejumlah besar energi panas dalam tubuh akan diserap atau berpindah ke cairan freon bahkan jika penurunan suhu ini mencapai titik beku, maka tubuh kita akan membeku.
Prinsip perubahan energi pada kulkas sama dengan ilustrasi di atas. Mula-mula, benda seperti makanan dan minuman yang ada di dalam kulkas memiliki energi panas (kalor). Lalu, energi panas ini diserap atau berpindah ke refrigeran. Akibatnya, makanan dan minuman mengalami penurunan suhu (menjadi dingin).
Setelah energi panas diserap oleh refrigeran, kemudian refrigeran dipompa keluar kulkas. Ini artinya energi panas juga akan ikut keluar dari dalam kulkas. Peristiwa ini akan berulang terus menerus hingga suhu dalam ruangan kulkas menjadi dingin sesuai yang diharapkan.
Perubahan energi pada kulkas secara teknikal
Mula-mula energi listrik dari tegangan rumah kita akan dirubah menjadi energi kinetik di dalam kompresor. Kompresor ini berfungsi memompa refrigeran misalnya Freon sehingga mengalir ke seluruh bagian kulkas, perannya seperti jantung.
Agar freon yang berupa gas dapat mengalir, maka kompresor akan menekan gas Freon sehingga terdorong menuju kondensor. Pemberian tekanan ini akan mengakibatkan suhunya naik, bisa sekitar 80-90 oC. Suhu sebesar ini melebihi dari suhu ruangan kamar tempat kulkas berada yang biasanya sekitar 27oC.
Di dalam kondensor yang berupa pipa meliyuk-liyuk itu, suhu gas freon akan diturunkan hingga berubah wujud menjadi cair. Kipas akan menyala dan menyedot udara ruangan yang lebih rendah suhunya melewati pipa-pipa kondensor. Akan ada perpindahan energi kalor dari gas freon di kondensor ke udara luar. Udara panas ini lalu dikeluarkan kembali ke ruangan.
Selanjutnya, cairan yang suhunya sudah turun tersebut akan didorong menuju katup ekspansi. Katup ekspansi berfungsi menurunkan suhu cairan freon dan menurunkan tekanannya.
Setelah itu cairan dingin akan dialirkan menuju evaporator yakni sebuah alat penguapan yang berupa pipa meliyuk-liyuk di dalam kulkas. Nah, cairan dingin freon di dalam evaporator akan menyerap energi panas udara di dalam kulkas sehingga udara akan mengalami penurunan suhu dan menjadi dingin. Kipas angin yang berputar akan membantu menyebarkan udara dingin ke seluruh ruangan bagian dalam kulkas lebih cepat secara merata.
Jika proses ini berlangsung terus menerus, maka temperatur udara di dalam kulkas akan menjadi lebih rendah daripada temperatur makanan dan minuman. Akibatnya, energi panas yang ada pada makanan dan minuman akan berpindah ke udara di dalam kulkas. Yang pada akhirnya, energi panas akan berpindah lagi dari udara di dalam kulkas menuju cairan dingin Freon di evaporator.
Oleh karena cairan Freon di evaporator telah menyerap energi panas, maka suhunya akan naik hingga wujudnya berubah menjadi gas Freon. Nah, gas freon ini akan mengalir menuju kompresor dan mengulang proses di atas kembali.
