La energía no puede crearse ni destruirse; sin embargo, puede transformarse y moverse. Esto es lo que ocurre en el aire acondicionado de ciclo de vapor. La energía térmica se traslada del aire de la cabina a un refrigerante líquido. Debido a la energía adicional, el líquido se transforma en vapor. El vapor se comprime y se calienta mucho.
Se retira de la cabina donde el vapor refrigerante muy caliente transfiere su energía térmica al aire exterior. Al hacerlo, el refrigerante se enfría y se condensa de nuevo en un líquido. El refrigerante vuelve a la cabina para repetir el ciclo de transferencia de energía.
El calor es una expresión de la energía, que suele medirse por la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura de una sustancia, más energía contiene. El calor siempre fluye de caliente a frío.
Estos términos expresan la cantidad relativa de energía presente en dos sustancias. No miden la cantidad absoluta de calor presente. Sin una diferencia en los niveles de energía, no hay transferencia de energía (calor).
La adición de calor a una sustancia no siempre aumenta su temperatura. Cuando una sustancia cambia de estado, como cuando un líquido se convierte en vapor, se absorbe energía térmica. Esto se llama calor latente.
Cuando un vapor se condensa en un líquido, esta energía calorífica se desprende. La temperatura de una sustancia permanece constante durante su cambio de estado.
Toda la energía absorbida o cedida, el calor latente, se utiliza para el proceso de cambio. Una vez completado el cambio de estado, el calor añadido a una sustancia aumenta la temperatura de la misma.
Después de que una sustancia cambie de estado y se convierta en vapor, el aumento de la temperatura del vapor causado por la adición de más calor se denomina recalentamiento.
La temperatura a la que una sustancia pasa de líquido a vapor cuando se le añade calor se conoce como punto de ebullición. Es la misma temperatura a la que un vapor se condensa en un líquido cuando se elimina el calor. El punto de ebullición de cualquier sustancia varía directamente con la presión.
Cuando se aumenta la presión sobre un líquido, su punto de ebullición aumenta, y cuando se disminuye la presión sobre un líquido, su punto de ebullición también disminuye. Por ejemplo, el agua hierve a 212 °F a la temperatura atmosférica normal (14,7 psi).
Cuando se aumenta la presión sobre el agua líquida a 20 psi, no hierve a 212 °F. Se necesita más energía para superar el aumento de presión. Hierve aproximadamente a 226,4 °F.
Lo contrario también es cierto. El agua también puede hervir a una temperatura mucho más baja simplemente reduciendo la presión sobre ella. Con sólo 10 psi de presión sobre el agua líquida, hierve a 194 °F.
La presión de vapor es la presión del vapor que existe sobre un líquido que se encuentra en un recipiente cerrado a una temperatura determinada. La presión de vapor desarrollada por varias sustancias es única para cada una de ellas. Una sustancia que se dice que es volátil, desarrolla una alta presión de vapor a la temperatura estándar del día (59 °F).
Esto se debe a que el punto de ebullición de la sustancia es mucho más bajo. El punto de ebullición del tetrafluoroetano (R134a), el refrigerante utilizado en la mayoría de los sistemas de aire acondicionado de ciclo de vapor de los aviones, es de aproximadamente -15 °F.
Su presión de vapor a 59 °F es de aproximadamente 71 psi. La presión de vapor de cualquier sustancia varía directamente con la temperatura.