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Déc
01

Les mélanges du froid

Nos réfrigérateurs fonctionnent bien grâce à des mélanges de bonne composition qui se liquéfient ou se solidifient comme des corps purs.

Extrait :

La transformation d’un solide en liquide (liquéfaction) et d’un liquide en vapeur (vaporisation) absorbe de la chaleur. Cette chaleur «latente» est prise à l’environnement, ce qui le refroidit. Quand on exploite cette propriété pour produire et conserver du froid, les produits changeant d’état doivent être faciles à obtenir, bon marché et inoffensifs ; en outre, les températures des changements d’états doivent être voisines de celles utilisées en réfrigération. Aucun corps pur ne vérifie tous ces critères et les frigoristes obtiennent un meilleur compromis avec des mélanges binaires particuliers : les azéotropes et les eutectiques.

Dans une chaîne frigorifique, un fluide réfrigérant extrait la chaleur d’une enceinte et l’évacue vers l’extérieur. D’abord liquide, le fluide est partiellement vaporisé dans le détendeur, puis parvient dans l’évaporateur, où il achève de changer d’état. Il absorbe ainsi la chaleur de l’enceinte. Comprimé, il est ensuite introduit à haute pression dans le condenseur, où il cède sa chaleur à un radiateur, avant de redevenir liquide. Puis le cycle reprend.

Un réfrigérateur met donc à profit la chaleur latente du fluide réfrigérant : la quantité de chaleur nécessaire pour le vaporiser. Ainsi l’ammoniac (NH3) bout à –33 °C sous une atmosphère. La chaleur latente de vaporisation d’un gramme d’ammoniac …

Références

  • Thermodynamique (Édition 1996) – Claude Moreau – Jean-Paul Payen
  • Les bases physiques de la thermodynamique et applications à la chimie – Pascal Richet

Parus dans :

Les mélanges du froid , J.M. Courty et E. Kierlik, Pour la Science N° 302, (Décembre 2002).

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