Sistema de refrigeración en el que la circulación del líquido se realiza por gravedad sin el auxilio de ninguna bomba gracias a las variaciones de densidad, y por tanto de peso específico, que experimenta el líquido al variar la temperatura. En efecto, el agua se dilata al aumentar la temperatura y, por ello, la parte motores térmicos. Por ejemplo, un motor de explosión corriente no es más que un ingenio termodinámíco realizado de manera que retiene parte de la energía térmica producida por la combustión de la gasolina y la restituye en forma de energía motriz.
La termodinámica se basa en unas leyes fundamentales, los denominados precisamente principios fundamentales. El primero de ellos afirma que existe una equivalencia entre calor y trabajo, o bien, en términos todavía más sencillos, que también el calor es una forma de energía y, como tal, puede transformarse de energía térmica en energía mecánica. Por ello, el primer principio de la termodinámica se denomina también principio de equivalencia o principio de conservación de la energía.
El segundo principio, que aparece como un complemento y una especificación del primero, dice que no toda la energía térmica suministrada por una fuente de calor puede transformarse en energía mecánica. Ello equivale a decir que, al transformar el calor en trabajo, una parte de la energía térmica se perderá (pero no se destruirá) y no será recuperable. Por ejemplo, se dice que un motor de explosión posee un rendimiento térmico del 30 %; ello significa que el 70 % de la energía térmica producida en las cámaras de combustión no se aprovecha, sino que se pierde en rozamientos mecánicos, en calor cedido al sistema de refrigeración o al ambiente a través del escape, etc.
En cambio, el segundo principio de la termodinámica afirma al mismo tiempo que toda la energía mecánica producida por una fuente determinada puede transformarse en calor sin pérdida alguna. Ello resulta de fácil comprensión si se piensa que, para obtener energía térmica y transformarla en trabajo, se precisa de un dispositivo adecuado cuyo funcionamiento implica necesariamente pérdidas de energía mecánica; en cambio, la transformación inversa se produce por vía directa, ya que toda la energía mecánica producida, por ejemplo, por un motor de explosión, puede reconvertirse en calor
Hay que observar que, en las transformaciones de energía térmica, el rendimiento será tanto mayor (es decir, las pérdidas de energía serán tanto menores) cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas entre la fuente de calor y la energía perdida. Por ejemplo, en una máquina de vapor, el rendimiento será tanto más grande cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas entre el vapor antes y después de su aprovechamiento, es decir, entre más caliente resulta más ligera (3-4 %) que la menos caliente.
Situando el radiador en una posición elevada con relación al motor, el agua caliente procedente del motor tiende a subir hacia el radiador, del que, una vez enfriada, vuelve a bajar hacia el motor. Este sistema ha caído en desuso debido a las grandes dimensiones requeridas para el radiador, por su posición elevada y, sobre todo, por la escasa eficiencia de este sistema con relación al de circulación forzada.
