Ο άνθρωπος ανακάλυψε και κατασκεύασε διάφορες «μηχανές» με τη βοήθεια των οποίων μετατρέπει μια μορφή ενέργειας σε άλλη μορφή, πιο «κατάλληλη» για το σκοπό που θέλει. Έτσι υπάρχουν «μηχανές» που μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια σε μηχανική, τη μηχανική σε κινητική, την ηλεκτρική σε θερμική κ.λπ. Ως ενέργεια 1 γενικά ορίζεται η δυνατότητα που έχει ένα σώμα να παράγει έργο. Κάθε σώμα περιέχει «εσωτερική ενέργεια». Ως θερμότητα ορίζεται το ποσό της ενέργειας που προστίθεται ή αφαιρείται σ’ ένα σώμα, για ν’ αλλάξει τη θερμοκρασιακή του κατάσταση (ζεστό ή κρύο) ή τη φυσική κατάσταση της μορφής του (στερεή – υγρή – αέρια). Η θερμότητα είναι μια μορφή ενέργειας που οφείλεται στην εσωτερική κίνηση των μορίων της μάζας του. Η θερμότητα είναι επίσης το αίτιο που προκαλεί το αίσθημα του ζεστού ή του κρύου. Το μέγεθος το οποίο μας δείχνει πόσο ζεστό ή πόσο κρύο είναι ένα σώμα σε σχέση με κάποιο άλλο, ορίζεται ως θερμοκρασία. Η θερμοκρασία δηλαδή είναι το φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τη θερμική κατάσταση ενός σώματος. Για να υπάρξει μεταφορά – μετάδοση της θερμότητας, πρέπει να υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας των σωμάτων. Η μεταφορά – μετάδοση της θερμότητας μπορεί να επιτευχθεί είτε με απαγωγή ή αγωγιμότητα (επαφή και χωρίς μετακίνηση ύλης), είτε με μεταφορά (μετακίνηση ύλης), είτε με ακτινοβολία (ακτίνες). Η θερμότητα όμως μεταφέρεται – μεταδίδεται πάντα από το θερμότερο σώμα προς το ψυχρότερο (2 ο Θερμοδυναμικό Αξίωμα). Τα σώματα συναντώνται στη φύση σε στερεά, υγρή ή αέρια κατάσταση. Μπορεί να πραγματοποιηθεί αλλαγή στην κατάσταση ενός σώματος, π.χ. από στερεά σε υγρή κατάσταση ή το αντίθετο, με την πρόσθεση ή αφαίρεση θερμότητας στη μάζα του. Το φαινόμε-νο της αλλαγής κατάστασης (μορφής) από στερεά σε υγρή κατάσταση με συνεχή πρόσθεση θερμότητας και από υγρή σε αέρια, λέγεται τήξη. Η αντίστροφη διαδικασία, δηλαδή η αλλαγή κατάστασης από αέρια κατάσταση σε υγρή και με συνεχή αφαίρεση θερμότητας σε στερεά κατάσταση λέγεται πήξη. Βρασμός είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα υγρό αρχίζει να βράζει και να αλλάζει κατάσταση και να γίνεται αέριο (ατμοποιείται). Η θερμοκρασία όπου αρχίζει η αλλαγή κατάστασης (υγρή σε αέρια) λέγεται θερμοκρασία βρασμού και εξαρτάται από το υλικό και την πίεση όπου πραγματοποιείται το φαινόμενο του βρασμού. Η σχέση ανάμεσα στην πίεση και τη θερμοκρασία (βρασμού) είναι ανάλογη. Δηλαδή, όσο αυξάνεται η πίεση αυξάνεται και η θερμοκρασία βρασμού και αντίστροφα. Υπάρχει και το παρόμοιο φαινόμενο της εξάτμισης, η μετατροπή δηλαδή υγρού σε αέριο, με τη διαφορά ότι ο βρασμός πραγματοποιείται σε όλη τη μάζα του υγρού, ενώ η εξάτμιση γίνεται μόνο στην επιφάνεια του υγρού. Το αντίστροφο φαινόμενο της εξάτμισης δηλαδή η μετατροπή από αέριο σε υγρό με απαγωγή θερμότητας λέγεται συμπύκνωση. Υπάρχει και το φαινόμενο της απευθείας μετατροπής από στερεά σε αέρια κατάσταση, που ονομάζεται εξάχνωση. Η μετατροπή, π.χ. της ναφθαλίνης ή του ξηρού πάγου, είναι φαινόμενο εξάχνωσης. Για να πραγματοποιηθούν όλες αυτές οι μεταβολές χρειάζεται να προστεθεί ή να αφαιρεθεί θερμότητα. Το ποσό της θερμότητας που απαιτείται να προστεθεί ή να αφαιρεθεί σε μάζα ενός (1) Kg για να αυξηθεί ή να μειωθεί η θερμοκρασία της μάζας κατά ένα βαθμό Κελσίου ή Κέλβιν λέγεται ειδική θερμότητα. Το ποσό της θερμότητας που απαιτείται να προστεθεί ή να αφαιρεθεί από τη μάζα (Μ) ενός σώματος ώστε η θερμοκρασία του να μεταβληθεί από Τ 1 σε Τ 2 , δίνεται από τη σχέσηQ = M x C x (T2 – T1), όπου Q είναι το απαιτούμενο ποσό θερμότητας, σε Kcal ή Kj ή Btu, Μ είναι η μάζα του υλικού, σε Kg ή lb, C η ειδική θερμότητα του υλικού, σε Kcal / Kg 0 C ή Kj / Kg Κ ή Btu / lb 0 F, Τ2 η τελική θερμοκρασία του σώματος σε 0 C ή 0 F και Τ1 η αρχική θερμοκρασία του σώματος σε 0 C ή 0 F. Επίσης, υπάρχουν και δυο ακόμα μεγέθη που απαιτούνται για τη μελέτη και πληρέστερη κατανόηση και υπολογισμούς των συστημάτων κλιματισμού. Το ένα μέγεθος είναι η αισθητή θερμότητα και το άλλο η λανθάνουσα θερμότητα.
Ως αισθητή θερμότητα ονομάζεται το ποσόν της θερμότητας το οποίο μεταβάλλει τη θερμοκρασία του σώματος (αύξηση ή μείωση), αλλά η κατάσταση του σώματος, π.χ. είναι υγρή, παραμένει σταθερή, ενώ ως λανθάνουσα θερμότητα ονομάζεται το ποσόν της θερμότητας το οποίο απαιτείται για την αλλαγή της κατάστασης του σώματος, π.χ. από υγρή σε αέρια, αλλά η θερμοκρασία του σώματος παραμένει σταθερή. Το άθροισμα της αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας, δηλαδή το συνολικό ποσό της «εγκλωβισμένης» ενέργειας (θερμότητας) στα υλικά, ονομάζεται ενθαλπία.
Ένα αντιπροσωπευτικό παράδειγμα σχετικά με όλα αυτά τα φαινόμενα και μεγέθη είναι το νερό, γιατί μπορεί να βρεθεί και στις τρεις καταστάσεις, στερεά, υγρή και αέρια, και που οι περισσότεροι τις γνωρίζουν και έχουν προσωπικές εμπειρίες. Ως πίεση ορίζεται η δύναμη που εφαρμόζεται σε κάθε υλικό ανά μονάδα επιφάνειας. Υπάρχει η ατμοσφαιρική πίεση που είναι η πίεση που ασκείται από την ατμόσφαιρα μετρούμενη στο επίπεδο της θάλασσας, η μανομετρική που είναι κάθε πίεση μεγαλύτερη της ατμοσφαιρικής και η απόλυτη πίεση ή υποπίεση που είναι κάθε πίεση μικρότερη της ατμοσφαιρικής. Η διαδικασία δημιουργίας πίεσης μικρότερης της ατμοσφαιρικής (υποπίεση) λέγεται και διαδικασία δημιουργίας κενού και η πίεση που δημιουργείται ονομάζεται κενό. Η πίεση μετράται με τα πιεσόμετρα ή μανόμετρα και ως κυριότερες μονάδες μέτρησης – ανάλογα με το σύστημα αναφοράς – είναι η 1atm, 1bar, 1Pa, 1Kg/cm 2 , 1lb/in 2 με τα αντίστοιχα υποπολλαπλάσια και πολλαπλάσιά τους. Ένα άλλο πιο ευρύ μέγεθος που χρειάζεται στην κατανόηση, μελέτη, μέτρηση και αξιολόγηση όλων αυτών των εννοιών είναι και η ισχύς. Ως ισχύς ορίζεται το έργο που παράγεται στη μονάδα του χρόνου. Το μέτρο της ισχύος δίνεται από τη σχέση P = W/t, όπου P είναι η ισχύς σε W (Watt), W είναι το έργο σε J (Joule) και t είναι ο χρόνος σε δευτερόλεπτα (s) (seconds)
