Sekarang tarik karet itu dengan sangat kuat dan cepat pegang di atas bibir atas Anda, yang sensitif terhadap suhu. Anda akan merasakan bahwa itu lebih hangat dari sebelumnya. Itu karena Anda menambah energi ke karet, yang meningkatkan suhunya.
Apakah Anda siap untuk bagian yang menakjubkan? Biarkan karet itu terbentang sebentar sampai kembali ke suhu ruangan. Sekarang biarkan karet itu rileks dan cepat sentuhkan kembali ke bibir Anda. Sekarang lebih dingin dari suhu ruangan! Serius, coba sendiri.
Jadi jika Anda memiliki karet yang cukup besar, bisakah Anda menggunakan ini untuk mendinginkan rumah Anda? Tunggu sebentar, Anda akan mengatakan: Pada tahap pertama, ketika kita meregangkan karet, itu menjadi panas, dan kemudian mendingin kembali ke suhu aslinya—dan dalam proses itu memanaskan udara. Anda benar. Tapi bagaimana jika kita bisa mengeluarkan udara hangat itu ke luar? Maka Anda bisa menjaga hanya fase pendinginan di dalam.
Boom. Anda baru saja menemukan kembali penggunaan AC! Alih-alih karet, AC memiliki cairan yang disebut refrigeran yang beredar dalam loop tertutup dari dalam ke luar. Cairan ini memiliki kalor spesifik rendah, sehingga suhunya berubah dengan cepat, dan titik didih yang sangat rendah—berubah menjadi gas pada sekitar –15 Fahrenheit.
Bagaimana cara kerjanya? Gas pertama kali dikompres, menyebabkannya menjadi panas hingga sekitar 150 derajat. Gas panas beredar di sejumlah gulungan tembaga di luar, dengan kipas menghembuskan angin di atasnya, sehingga gas kehilangan energi termal ke atmosfer. (Tembaga juga memiliki kalor spesifik rendah.)
Kemudian gas dipompa kembali ke dalam, di mana tekanan dengan cepat dikurangi, menyebabkannya melebar dan seketika mendingin menjadi sekitar 40 derajat. Saat cairan yang sekarang dingin beredar melalui gulungan dalam ruangan, kipas menghembuskan udara hangat di dalam melewatinya, memanaskan cairan lagi dan mendinginkan udara dalam proses tersebut. Saat sistem beredar, itu pada dasarnya mengambil energi termal di dalam dan membawanya ke luar.
Ngomong-ngomong, ini persis sama dengan proses yang digunakan kulkas Anda untuk menjaga keju dan soda Anda tetap dingin. Dalam kedua kasus, proses tersebut membuat sesuatu di dalam menjadi lebih dingin dan sesuatu di luar menjadi lebih hangat. Letakkan tangan Anda di belakang kulkas dan Anda akan melihat apa yang saya maksud. Hanya untuk bersenang-senang, inilah seorang pria yang benar-benar membangun kulkas yang berjalan dengan karet.
Jadi Heat Pumps Bukan Hal Baru!
Anda pikir ini akan menjadi artikel tentang heat pump, bukan? Nah, tebak apa. Kita telah membicarakan heat pump ini sejak awal, karena mereka berjalan dengan prinsip yang sama. Heat pump mendinginkan rumah Anda seperti halnya AC, dengan mengedarkan refrigeran dan mengubah tekanan untuk mengubah suhunya, sehingga mengambil energi termal dari satu tempat dan meletakkannya di tempat yang berbeda.
Jadi kembali ke misteri besar: Bagaimana heat pump bisa meningkatkan suhu udara dalam ruangan pada hari yang dingin tanpa benar-benar menghasilkan panas? Sederhana: Jalankan saja ke belakang! Kali ini kita biarkan refrigeran yang dikompres panas mendingin di dalam rumah untuk meningkatkan suhu udara dalam ruangan. Gas bertekanan rendah dan dingin kemudian pergi ke luar untuk menghangatkan.
Menghangatkan di luar? Ya. Bahkan pada hari yang membekukan, udara masih memiliki energi termal. Selama itu di atas nol absolut—yang, percayalah, itu, karena sekitar –460 Fahrenheit—molekul udara bergerak. Dan karena kita mendinginkan refrigeran hingga, katakanlah, –15 derajat, yang lebih rendah dari suhu musim dingin di sebagian besar tempat, itu akan mengambil energi termal dari udara bahkan yang sangat dingin.
Tentu saja, Anda tidak bisa mendapatkan energi secara gratis. Heat pump mengandalkan listrik untuk menggerakkan kompresor dan kipas. Tetapi jika Anda memiliki panel surya di rumah, atau jika listrik di daerah Anda bahkan sebagian dari sumber non-karbon, mengganti tungku gas dengan heat pump dapat membuat perbedaan besar dalam mengurangi emisi gas rumah kaca. Dan itu kemungkinan akan menurunkan tagihan utilitas Anda dalam prosesnya.