四、熱力學第二定律
熱力學第一定律隻說明了熱與機械功之間的轉化關係，並沒有指出能量轉化的茶件和方向。機械功可以全部轉化為熱能，但反過來，熱能則不能全部轉化為機械能。
在寒冷的冬天，靠自然的力量可使水結冰，但在炎熱的夏天，想靠天然的力量使物體變冷或得到低溫是不可能的。因為，兩個溫度不同的物體之間或一個物體上溫，不同的各部分之間發生純粹熱傳導時，在不消耗其它任何形式的能量的情況下，熱量總地從高溫處（或高溫物體）傳到低溫處（或低溫物體），絕不會自動地從低溫處傳到高溫處，正像水隻能從高處流向低處一樣。例如一杯開水放在空氣中自然冷卻，開水將熱量散發給周圍空氣，周圍空氣獲得的熱量等於開水散發的熱量。若令過程反進行，即將散發在空氣中的熱量自動聚集起來，使已冷卻的水重新加熱到原來的溫度，這樣的過程雖然並不違反熱力學第一定律，但這樣的過程絕對不可能實現。可見，熱傳導過程是具有方向性的。
“熱量不可能自發地、不付任何代價地從低溫物體傳向高溫物體”。
人工製冷是熱力學第二定律的典型應用。消耗一定的能量（電能或其它能）以使熱量從低溫熱源（蒸發器周圍被冷物體）轉變到高溫熱源（冷凝器的冷卻介質——空氣或冷卻水）。
第五節壓力
一、壓力的概念
在製冷係統中，被封閉於容器內的氣體對容器內壁會產生作用力，我們把物體單位麵積上承受的垂直作用力稱為壓強。在工程中，習慣上把壓強稱為壓力。氣體的壓力從微觀上看，就是大量氣體分子熱運動時對壁麵撞擊的總結果。工程上壓力以P表示。
二、壓力的單位
在製冷技術中常用的壓力單位有以下幾種：
1、工程單位所謂工程單位就是工程上常用的單位。如果力的單位用公斤（kg），麵積的單位用平方厘米（平方厘米），則壓力的單位為：公斤/平方厘米（kg/平方厘米）。如麵積的單位用平方米（m2），則壓力的單位為：公斤/米2（kg/m2）。
2、采用液柱高度為壓力單位
不同液體，其單位體積的重量（即比重）是不同的。用液柱高度來平衡壓力，就可測出壓力的大小。常作成U形管壓力計，根據管內裝入液體的不同，有水銀壓力計和水柱壓力計。
3、標準大氣壓
我們四周空氣的壓力是由地麵上幾百公裏高的大氣層的電量所形成的，稱為大氣壓力。大氣壓力隨地理位置、高度及氣候條件而變化，物理學上所指物理大氣壓，是指在緯度的海麵上，大氣的常年平均壓力，又稱為標準大氣壓。
三、絕對壓力、表壓力和真空度
1、絕對壓力
容器中氣體的真實壓力稱為絕對壓力，用P絕表示，或寫成kg/平方厘米（abs）。當容器內沒有任何氣體分子時，即真空狀態下，絕對壓力值為零。
2、表壓力
在製冷工程中用壓力表或真空壓力表或U管壓力計來測量壓力時，所測的壓力值稱為表壓力，用P*表示，或寫成kg/平方厘米（G）。所以表壓力就是壓力表上的讀數P表或U形管壓力計上的液柱高度h的讀數。當壓力表讀數為零值時，其絕對壓力為當地當時的大氣壓力。如果低於大氣壓，表壓力為負值，在真空壓力表上，該值以760毫米汞柱標示。
3、真空度大氣壓力與容器內絕對壓力之差稱為真空度P空，一般以毫米汞柱表示。
第六節比容和比重
比容是指單位重量的物質所占據的容積。
比容和比重常常因製冷劑所處的溫度和壓力不同而不同。溫度愈高，比容愈大，比重就小。反之，溫度愈低，比容愈小，比重就大。這就是直冷式電冰箱靠自然對流來冷卻的基本原理。
另外，製冷劑的蒸氣比容，在決定壓縮機製冷量時是一個極為重要的參數。
第七節電冰箱保存食品的機理
一、低溫下食品貯存的機理
為什麼電冰箱能夠較長時間地貯藏食物？為了正確地使用和維護電冰箱，有必要對低溫下食品貯存的機理有所了解。
食品大致可以分為動物性食品和植物性食品兩大類，由於動物性食品與植物性食品有本質上的差異，所以其保存的方法也有所不同。
1、動物性食品是指各種肉類、魚類、禽類、蛋類、乳類和動物油等食品。這些食品都具有色、香、味和營養成分，但是，時間放長了，這些食品都會腐爛變質，這主要是由於食物內酶引起的生化作用和微生物生命活動所造成的破壞作用，它們使食品內部結構起了一係列有害的生理和生化變化。酶的作用，微生物的繁殖，都需要一定的溫度條件和水分。如果將食品貯藏在低溫的環境中，則食品中酶的作用和微生物的繁殖就相當緩慢，從而可以較長時間地保藏食品使之不變質。
動物性食品，因其生物體與構成它的細胞都是死的，因此，它本身就不能抑製食品體內酶的作用，對外界微生物的抵抗能力也弱。這樣，在酶和微生物的作用下，食品的鮮度會下降，以致變質。如果把動物性食品放在低溫下，則酶的作用和微生物的繁殖因低溫而受到抑製，體內所引起的生化反應就變慢.食品就可以較長時間維持它的新鮮狀態。把動物性食品凍結起來.即食品內的水分結成冰晶，酶和微生物就得到更有效的抑製。所以，凍結貯藏能較長時期地保存食品，且溫度越低動物性食品的保存期就越長。
2、植物性食品是指水果和蔬菜等.它與動物性食品根本不同的一點在於它是-種活著的、有生命的有機體。它一方麵能控製體內酶的作用，並對引起腐敗、發酵的外界微生物侵入具有抵抗能力；另一方麵由於它是活體，要進行呼吸作用，而呼吸所需的能量隻能從消耗本身的營養成分中取得，從而使它本身貯蓄的物質逐漸減少，以致衰老最終變成死物而變質。為了長期保藏植物性食品，就必須維持它的活體狀態，減弱它的呼吸作用，延長它的壽命。低溫能減弱植物性食品的呼吸作用，但是溫度過低（超過冰點），卻會使食品凍傷而變質壞死。為了不使植物性食品發生凍死現象，應選擇各自相應的溫度而加以保存，不能使其低於其冰點溫度，是為冷卻貯藏。
二、貯藏食品的溫度範圍
根據食品的種類、性質和貯藏時間的要求，貯藏食品的溫度範圍有一定的要求。
電冰箱就是根據這樣的溫度範圍而設計成單門、雙門、叁門和多門、多溫電冰箱的。
食品在冷卻貯藏和凍結貯藏過程中，水分不斷地從表麵蒸發，使本身不斷脫水減重而產生幹縮現象，俗稱“幹耗”食品發生幹耗後會影響到食品的色、香、味和營養成分以及食品的重量。為了減少食品在冷藏過程中的幹耗，一般要求冷藏環境保持較高的相對濕度，降低食品四周空氣的流動速度，食品用無毒塑料袋、保鮮紙或容器等包起來。
三，食品的貯藏期限
不論冷卻貯藏和凍結貯藏，它隻是延緩和減弱酶和微生物對食品的破壞作用，但不能完全徹底加以抑製，貯藏時間過長還是會導致食品質量嚴重下降的，因而其貯藏期限不能過長。
四、食品的速凍
為了在冷凍食品過程中，最大限度地保存食品的色、香、味和營養成分，可以用速凍的方法保存食品。食品內80%的水分是在0-5攝氏度溫度範圍內形成水晶。從時間上看，速凍就是迅速除去食品中的熱量，使食品中心部分的溫度從-1攝氏度降低到-5攝氏度所需的時間在30分鍾之內，由於食品細胞內液體的含鹽量高於細胞間液體的含鹽量，當溫度緩慢下降時，冰晶首先產生在細胞和細胞之間，並且顆粒粗大。眾所周知，水結成冰體積要增大9%，因此，結晶會對細胞外壁產生張力，這種不均衡的張力會破壞細胞的原生質膜和細胞膜當食品解凍時，大量汁液流出，品質明顯降低。如果凍結速度很快，細胞內外幾乎同時達到形成冰晶的溫度條件而形成分布均勻、顆粒細小的冰晶，細胞膜破損小，解凍時細胞汁液流失少，食品的品質就高，這就是速凍能夠提高食品凍結質量的原因。