Qu'est ce que le Froid ?

QU'EST CE QUE LE FROID ?

Tout d'abord il faut bien comprendre que le terme « froid » est utilisé pour une meilleure compréhension du phénomène. Il n'existe pas d'endroit « froid », c'est un endroit où il y a moins de chaleur qu'à un autre. Parallèlement, on ne créer pas du froid, on enlève la chaleur d'un endroit pour l'amener à un autre. On devra donc parler de transfert de chaleur. Qu'est ce que la chaleur ?

Succinctement, la chaleur est une agitation de molécules au niveau microscopique (ex : friction des main : chaleur) ATTENTION ! Ne pas confondre chaleur et température ! La chaleur est l'agitation des molécules et la température n'est qu'une fonction d’état a l’échelle macroscopique.

Comment enlever cette chaleur d'un endroit pour l'amener a un autre ?

Commençons par un exemple simple, faisons chauffer de l'eau dans une casserole. Nous remarquons que le temps de chauffe de l'eau jusqu'à ébullition est assez court comparer au temps d'évaporation totale de l'eau. L'eau aura eu besoin de plus de chaleur pour s'évaporer que pour chauffer jusqu'à ébullition. Grâce a un graphique nous pouvons constater que la quantité de chaleur nécessaire pour une évaporation totale de l'eau est environ 5 fois plus importante que d'amener de l'eau a température ambiante jusqu’à 100 degrés.

Nous savons donc a présent que c'est dans cette transformation de l'état liquide a l'état vapeur qu'un fluide utilisera le plus d'énergie.

Voici une formule simplement pour montrer que la température est liée a la pression (equation des gaz parfait) :

P.V=n.R.T

P= Pression (bar)

V= Volume (m^3)

n= Quantité de matière (mol)

R= Constante des gaz parfait ( 8,3 J /k.mol)

T=Température (degrés celcus)

Par exemple, dans une enceinte fermée, nous voulons augmenter la température. Pour cela, nous ne pouvons pas jouer sur le volume car il est constant. La quantité de matière reste inchangée et est donc constante. R étant la constante des gaz parfait, nous ne pouvons jouer que sur la pression. Augmenter la pression, c'est augmenter la température.

Grâce a ces quelques notions, nous allons maintenant pouvoir comprendre sans rentrer dans les détails comment prendre la chaleur d'un endroit pour la transiter a un autre.

Nous voulons enlever la chaleur d'une pièce, pour cela, nous allons mettre un fluide frigorigène dans un tuyaux venant de l’extérieur de la pièce, passant au milieu de la pièce et ressortant a son extrémité. Un appareil est ici utilisé pour effectuer le changement d'état. C'est un évaporateur, a l'intérieur, le fluide ayant une température d’ébullition basse (ici 5 degrés) se transforme en vapeur et absorbe donc un maximum d’énergie provenant de la pièce. La température n'augmente pas car comme pour l'eau, le fluide ne change pas de température

...