Θερμική μηχανή είναι κάθε μηχανή που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε μηχανικό έργο. Τέτοιες μηχανές είναι η ατμομηχανή, ο ατμοστρόβιλος, ο αεριωθούμενος κινητήρας (jet), ο βενζινοκινητήρας και η πετρελαιομηχανή. Επίσης, θερμικές μηχανές είναι οι ψυκτικές μηχανές, όπως το ηλεκτρικό ψυγείο και το κλιματιστικό, που μεταφέρουν θερμότητα από ένα μέσον στο περιβάλλον με κατανάλωση μηχανικού έργου με τη λειτουργία κινητήρα.

Το ηλεκτρικό ψυγείο και το κλιματιστικό

Το ηλεκτρικό ψυγείο είναι ένας θάλαμος με μονωμένα τοιχώματα, στο εσωτερικό του οποίου δημιουργείται και διατηρείται χαμηλή θερμοκρασία κοντά στο μηδέν. Στο χώρο της διατήρησης των τροφίμων η θερμοκρασία του αέρα είναι γύρω στους 4 ^οC με 6 ^οC, ενώ στο χώρο της κατάψυξης μπορεί να φτάσει μέχρι τους -25 ^oC. Η λειτουργία του ψυγείο βασίζεται στη διαδικασία της εξάτμισης και της συμπύκνωσης ενός κατάλληλου «ψυκτικού» υγρού. Όταν το ψυκτικό υγρό κυκλοφορεί στο χώρο της κατάψυξης δημιουργείται ψύξη από την εξάτμισή του, οπότε θερμότητα περνάει από τον αέρα του ψυγείου στο ψυκτικό αέριο. Αντίθετα, όταν ψυκτικό αέριο κυκλοφορεί εξωτερικά και υγροποιείται στο σωλήνα του συμπυκνωτή έχει υψηλή θερμοκρασία, οπότε θερμότητα περνάει από το υγρό στον εξωτερικό αέρα. Επειδή η παραπάνω διαδικασία επαναλαμβάνεται κυκλικά, συνεχώς μεταφέρεται θερμότητα από τον αέρα του ψυγείου στο περιβάλλον με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του αέρα μέσα στο ψυγείο να διατηρείται χαμηλότερα από όση είναι έξω από το ψυγείο.

Σχηματικό διάγραμμα λειτουργίας ηλεκτρικού ψυγείου. (α) Η κυκλοφορία του υγρού γίνεται μέσα στους σωλήνες του εξατμιστή και του συμπυκνωτή (σερπαντίνα) με τη βοήθεια του συμπιεστή (κομπρεσέρ), που  κινείται από έναν  ηλεκτρικό κινητήρα που σταματά ή θέτει σε λειτουργία ένας θερμοστάτης (στο συμπιεστή οφείλεται ο ανεπαίσθητος βόμβος κατά τη λειτουργία του ψυγείου). (β) Καθώς ο πυκνότερος κρύος αέρας κινείται από το χώρο της κατάψυξης προς τα κάτω δημιουργείται ένα ρεύμα αέρα που ψύχει τα τρόφιμα, διατηρώντας σταθερή τη θερμοκρασία. (Με τα βέλη σχεδιάζουμε την κατεύθυνση προς την ποία κινείται το ρεύμα του αέρα).

Η συσκευή κλιματισμού λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο του ηλεκτρικού ψυγείου. Ο εξατμιστής βρίσκεται στο εσωτερικό του δωματίου και ο συμπυκνωτής έξω από αυτό. Ο αέρας κυκλοφορεί μεταξύ τους με τη βοήθεια ανεμιστήρα. Όταν αντιστραφούν οι θέσεις εξατμιστή και συμπυκνωτή, η συσκευή θερμαίνει.

Το πρώτο ηλεκτρικό ψυγείο οικιακής χρήσης διατέθηκε στην αγορά από την εταιρεία Kelvinator το 1925. Λίγο αργότερα, το 1932, πάλι στις ΗΠΑ, η εταιρεία Carrier κυκλοφόρησε την πρώτη οικιακή συσκευή κλιματισμού.