では、具体的にエアコン（ここではカーエアコン）の冷却の仕組みを見てみます。
※ネット上によくある形だけの説明ではなく、なるべく物理・化学的な理屈を踏まえて説明します。


（５）冷媒は気体と液体の変化を繰り返す

作動流体である冷媒のことを、エアコンガスと呼ぶのが一般的なため、常に気体のまま循環していると考える人もいますが、実は気化と液化を繰り返すことで熱を運んでいます。



このサイクルに外部から仕事、つまりコンプレッサーに動力を与えるのはエンジンです。

①コンプレッサーによって冷媒（気体）は圧縮されますが、これによって分子間の衝突が増えるので温度が上がり、高温高圧になります（70～80℃）

②次に、コンデンサーで冷やされて（50～60℃）、冷媒は液化します。
※電子部品であるコンデンサと同じ綴りですが、ここでは復水器の意味です。冷媒の沸点は-26.5°C（R134a）ですが、加圧されているので高くなっている（冷却水と同じで圧力が高いと沸点は上がるため）

③レシーバーを通った後、通称エキパンで霧状に噴射されます（流速が上がる→低圧になる）

④エバポレーターで気化される際に、周りの熱を奪います（気化熱。キャブレターのアイシングと同じ原理）
※気化熱により生じた冷気を、ブロアで室内に送ります。

気化された冷媒は、コンプレッサーに戻り、再び同じ行程を繰り返します。

このように、「エバポで気化する際に熱を吸収して、コンデンサーで液化する際に排出する」というサイクルを繰り返すことで、低温の熱源（室内）から高温の熱源（室外）に熱を移動させます。


（６）COP（性能係数）とは？

COPは、供給された仕事量1kWあたりで得られる熱量（kW）を示す数値で、熱量÷仕事量という形で表しますが、これは熱機関の熱効率（仕事量÷熱量）の逆数です。

つまり、熱機関の場合は、熱をいかに多く仕事に換えられるか（移す熱をいかに少なくするか）が焦点ですが、エアコンの場合は逆で、いかに少ない仕事で、より多くの熱を移せるかが焦点になります。

このCOPは、家庭用エアコンなどで省エネ性能を表示するのに用いられていますが、カタログ等に表記のある「定格COP」は冷房の場合は外気温35℃で計算しますが、外気温が上がれば当然COPは落ちるので、車の燃費と同じであくまでも目安です。
※カルノーサイクルにおいては、2つの熱源の温度差、つまり外気温と内気温の差が大きい方が、熱効率（1-Tl/Th）は上がるため。


ところで、カーエアコンの場合、家庭用に比べて振動等も多いため、経年劣化で繋ぎ目のOリングなどから少しずつガスが漏れますが、古い車などで「街中では効きが悪いが、高速に乗るとそれなりに冷える」なんて話を聞きます。

これは簡単に言うと、コンプレッサーの回転数が高くなり、圧縮比が上がるために冷媒流量が増えるからです（可変容量式はこの限りでない）
なので、修理書によっては、「ガス補充の際はエンジンを1500回転に保て」などと書かれています（流量を増やしてガスの吸い込みをよくするため）

ですが、それ以前の問題として、実際には猛暑日でも気化熱ですぐに缶が氷のように冷たくなり、その後の気化が中々進まないため、（エンジン回転云々よりも）缶をお湯につけ気化を促進させる方が早く終わります。
※お湯につけると気化しやすくなるのは何故かというと、水は空気より20倍熱を伝えやすいため（何事も「理屈を理解した上で経験を積む」ことが重要ですね）