Varme løber af sig selv fra områder med høj temperatur til områder med lav temperatur. Det er en almindelig erfaring, og vi ser det mange gange hver dag. Kogepladen varmes med elektricitet op til mange hundrede grader.

Varmen flyder af sig selv fra kogepladen over i stegepanden, der til at starte med kun er 25 °C.

Køleskabet skal løse en vanskelig opgave: det skal flytte varme fra et område, der er 5 °C til et område, der er 25 °C.

Køleskabe kan arbejde efter flere forskellige fysiske principper, men de almindeligste køleskabe udnytter to forhold: Stoffer, der fordamper (koger), optager varme. Når de fortættes afgives varmen igen. Stoffers kogepunkt falder når trykket falder.

Køleskabet indeholder et kredsløb hvor et passende stof pumpes rundt af en kompressor. Kompressoren sørger for at trykket er lavt i den del af kredsløbet, der er inde i køleskabet, og højt i den del af kredsløbet, der er udenfor. En ventil søger for at trykket ikke bare udlignes.

I kredsløbet inde i køleskabet er trykket lavt. Derfor koger kølemidlet selvom temperaturen kun er 5 °C. Det kræver varme at fordampe kølemidlet. Denne varme tages fra luften og madvarerne inde i køleskabet. I kredsløbet udenfor køleskabet er trykket højt. Derfor fortættes kølemidlet selvom temperaturen måske er 35 °C. Så afgiver kølemidlet varme. Denne varme afgives til luften, der strømmer forbi køleribberne bagpå køleskabet.

Alt i alt er der flyttet varme fra køleskabets indre til omgivelserne. Men det koster noget at flytte varme den modsatte vej af hvad det helst selv vil: Der skal bruges energi til at drive kompressoren.

Der kommer hele tiden varme ind i køleskabet fra omgivelserne. En termostat sørger for at starte kompressoren igen når temperaturen er blevet for høj.

Varmepumper til boligopvarmning virker som køleskabe, men køledelen ligger udendørs. Huset varmes op både af den energi, der tilføres som elektricitet, og af varmen der tages fra luften eller jorden.