Температура какого-либо вещества – это, по сути, мера беспорядочности и интенсивности движения его молекул. Создать беспорядок легко, а вот упорядочить что-либо – сложно. Именно поэтому нагреть предмет гораздо проще, чем охладить. Стоит только добавить телу немного энергии (в данном случае речь идёт о так называемой внутренней энергии вещества) – и его температура вырастет. Самый простой для нас способ достичь этого – пропустить через тело электрический ток.

А вот отобрать эту внутреннюю энергию гораздо сложнее. Законы физики запрещают делать это напрямую, путём передачи энергии куда-то ещё (иначе холодильник мог бы сам производить электричество, а не потреблять его). Чтобы охладить тело, то есть упорядочить его молекулы, нужно другое тело с ещё более упорядоченными молекулами. Иными словами – более холодное. Но где ж мы его возьмём?

К счастью, у газов есть одно хорошее свойство: давление, температура и объём газа определённым образом зависят друг от друга. Так, если при повышении давления не меняется объём, то растёт температура. И наоборот, она будет снижаться, если уменьшать давление. Именно поэтому газ используется в холодильнике в качестве хладагента – вещества, которое перемещает тепло.

Итак, в холодильнике 4 основных составляющих части:

Хладагент – вещество, которое ходит по кругу и переносит тепло. В качестве хладагента используется специальный газ – фреон.	Компрессор – мотор, который работает по принципу насоса и гонит хладагент по кругу.
Конденсатор – это решётка на задней стенке холодильника, через неё тепло уходит наружу, в окружающую среду.	Испаритель – забирает тепло от охлаждаемого объекта (продуктов) и отдает его (тепло) хладагенту. Обычно испарителем служит внутренняя стенка.

Сначала хладагент имеет комнатную температуру и находится в состоянии газа. Компрессор холодильника сжимает его, чтобы повысить давление (из-за чего температура тоже возрастает), и закачивает в конденсатор. Теперь газ горячий, а значит воздух по сравнению с ним холодный. С помощью холодного тела можно понизить температуру горячего, что холодильник и делает. У многих моделей холодильников конденсатор находится на задней стенке – вот по ней этот хладагент проходит, чтобы остыть с помощью окружающего воздуха. Если потрогать эту трубку, то вы заметите, что она тёплая.

Когда хладагент остыл, его температура снова стала комнатной. Но давление всё ещё высокое – и мы можем его вновь понизить. В результате этого процесса температура понижается ещё сильнее – и возникает то, что мы и считаем холодом.

Неизбежным результатом работы холодильника является нагревание воздуха. Оно не такое значительное, поэтому мы его не замечаем. Парадокс в том, что когда мы создаём холод, то где-то в другом месте обязательно появляется тепло.

В современных холодильниках в упомянутый цикл добавляется ещё несколько этапов. Хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное состояние, поглощая тепло.

Это сделано для повышения эффективности, уменьшения габаритов и энергопотребления холодильника.