Quest’estate sta quasi per giungere al termine e sarà sicuramente ricordata come tra le calde di sempre. Abbiamo visto che un bel bicchiere di tè freddo può alleviare la calura, ma c’è qualcosa di molto più potente: l’aria condizionata.

Oramai presente in quasi tutti gli uffici e le dimore domestiche, questo piccolo gioiello di ingegneria è capace di portare refrigerio ai più. Ma forse non tutti sanno il perché è nata, o chi l’ha inventata o come funziona l’aria condizionata.

Il troppo caldo rovina i giornali

Prima di capire come funziona l’aria condizionata, sarebbe carino scoprire perché fu inventata. No, non è stato per rinfrescare gli ambiente chiusi durante i mesi estivi: il vero scopo era quello di salvare migliaia di giornali dal macero.

Proprio così! Siamo nella città di New York nel 1902 e l’America sta affrontando una delle estati più calde e umide mai viste prima. Ciò sta causando dei guai seri a una tipografia di Brooklyn, poiché l’aumento dell’umidità sta rovinando le sue stampe, con grosse perdite economiche.

L’aria condizionata è stata inventata nel 1902 per una tipografia di Brooklyn (Credits: StockSnap, Pixabay)

Il guaio fu risolto da un giovane ingegnere venticinquenne, Willis Carrier, che ebbe intuizione di raffreddare gli ambienti della tipografia azionando un ventilatore che soffiava attraverso un sistema pieno di acqua fredda. Questo rudimentale sistema di raffreddamento, sul quale Carrier lavorò ancora per quasi vent’anni, fu il primo passo verso i condizionatori moderni.

E la sua geniale invenzione non fu altro che l’ennesima applicazione del secondo principio della termodinamica alla vita di tutti i giorni.

Come funziona l’aria condizionata? Fisica applicata!

Il secondo principio della termodinamica ci dice semplicemente che è impossibile fornire calore da un corpo all’altro senza l’apporto di un lavoro esterno. Questo lavoro viene svolto da una macchina che, in fisica, prende il nome di “macchina termica”, che non fa altro che fornire calore da un corpo caldo a uno freddo finché i due non giungeranno alla medesima temperatura.

La macchina frigorifera non è altro che un tipo di macchina termica, che rispecchia esattamente questo principio, per quanto possa sembrare strano. Infatti una macchina frigorifera, rispetto a una macchina termica, sfrutta il lavoro del corpo esterno per trasferire il calore nel verso opposto al flusso naturale. Il corpo esterno, in questo caso, è la corrente elettrica.

In questo modo si creerà un ambiente molto caldo all’esterno della macchina frigorifera (il motivo per cui si dice che il motore del frigorifero scalda) e un ambiente molto freddo all’interno. Ma per mantenere questa situazione è necessario che il flusso di lavoro sia costante nel tempo.

Il funzionamento che spiega come funziona l’aria condizionata è fondamentalmente lo stesso. Il motore dell’aria condizionata, posto al di fuori delle nostre case, serve a disperdere il calore generato dal funzionamento della pompa termica.

Il condizionatore posto all’interno delle nostre stanza invece raffredderà l’aria grazie a un gas refrigerante: l’aria calda cederà il suo calore, raffreddandosi, al gas; il quale sarà a sua volta raffreddato dalla pompa termica, che butterà il calore all’esterno, e il ciclo continuerà così finché voi non spegnerete l’aria condizionata.

L’aria condizionata migliorò la vita di molti

Sono questi i principi fisici che ci spiegano come funzione l’aria condizionata moderna, almeno in modo teorico.

Willis Carrier dunque non fece altro che applicare ciò che aveva studiato, ammirando forse le grandi celle frigorifere che in quegli anni cominciavano a diffondersi nelle stive dei grandi transatlantici.

L’aria condizionata si diffuse nelle case americane negli anni Sessanta (Credits: StockSnap, Pixabay)

Quel che è certo è che l’invenzione di Carrier cambiò la vita di molti; in primis quella degli operai della tipografia di Brooklyn, confermando l’intuizione che un ambiente di lavoro idoneo e con temperature accettabili migliori di molto l’operosità dei dipendenti.

È però solo intorno agli anni Sessanta, in seguito al boom economico, che cominciò ad arrivare nelle case degli americani, insieme alla lavatrice.

Forse scoprire come funziona l’aria condizionata non era una vostra priorità; tuttavia speriamo che questa piccola escursione nella storia e nella fisica possa aiutarvi ad apprezzare questo piccolo gioiello di ingegneria che ha migliorato l’estate di molti!