{"id":1980,"date":"2013-10-30T10:00:04","date_gmt":"2013-10-30T08:00:04","guid":{"rendered":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/?p=1980"},"modified":"2013-11-12T00:51:09","modified_gmt":"2013-11-11T22:51:09","slug":"froid-regrigerateur-et-241543903","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/2013\/10\/froid-regrigerateur-et-241543903\/","title":{"rendered":"PodcastScience 148 : Froid, r\u00e9grig\u00e9rateur et 241543903"},"content":{"rendered":"<p>Ceci est une reproduction du dossier 148 de <a href=\"http:\/\/podcastscience.fm\">PodcastScience<\/a>, n&#8217;h\u00e9sitez pas \u00e0 aller le lire \u00e0 la source!<\/p>\n<iframe loading=\"lazy\" width=\"100%\" height=\"166\" scrolling=\"no\" frameborder=\"no\" src=\"https:\/\/w.soundcloud.com\/player?url=https%3A%2F%2Fapi.soundcloud.com%2Ftracks%2F117047590&player_height=&player_height_multi=&player_width=&player_type=visual&color=&auto_play=&show_comments=&show_user=&buying=&sharing=&download=&show_artwork=&show_playcount=&hide_related=\"><\/iframe>\n<p><span style=\"font-size: 13px;\">Ces jours-ci revient en France le froid. Vous savez, cette joyeuse sensation qui nous am\u00e8ne \u00e0 interchoquer nos dents les unes contres les autres pour, dans un rythme fr\u00e9n\u00e9tique, annoncer que tous nos muscles se contractent \u00e0 l\u2019id\u00e9e de retrouver ce climat! Pourtant, il y a quelques mois encore, c\u2019est le front gluant que nous r\u00eavions de glace, de cette eau rendue solide qui viendrait retrouver son \u00e9tat liquide en nous apportant un apparent soulagement.<br \/>\n<\/span><br \/>\nCe go\u00fbt pour le froid n\u2019est pas si nouveau, on trouve des traces de l&#8217;engouement humain pour la fra\u00eecheur plus d\u2019un mill\u00e9naire avant notre \u00e8re en Chine. C\u2019est pourtant au XIXe si\u00e8cle que le froid devient une industrie \u00e0 part enti\u00e8re, arrivant en 1880 \u00e0 une consommation de l\u2019ordre de 5 tonnes de glace chaque jour aux \u00c9tats-Unis! Pourtant, le r\u00e9frig\u00e9rateur, dont nous parlerons dans ce dossier n\u2019est arriv\u00e9 que tard, \u00e0 la fin de ce XIX si\u00e8cle! Alors, que voulait dire &#8220;industrialisation de la glace&#8221;? La chose est relativement simple\u2026 En hiver, tels des chercheurs d&#8217;or, on se rue vers les zones froides, par exemple dans cette partie du globe dessin\u00e9e avec amour par Slartibartfast. On y d\u00e9coupe de bon gros morceaux de glace. Plus c&#8217;est gros, plus \u00e7a se vend cher (et accessoirement moins cela fond vite). Les moins malins stockent ces morceaux \u00e9normes de glace dans des camions et bateaux et les acheminent vers des r\u00e9gions trop chaudes pour conna\u00eetre l\u2019or froid (soyons clair, il n\u2019a jamais \u00e9t\u00e9 appel\u00e9 comme cela \u00e0 ma connaissance mais j\u2019avoue que la lecture du livre qui m\u2019a servi entre autre \u00e0 construire ce dossier me donne envie de cr\u00e9er le terme). Les plus astucieux, eux, stockent la glace dans une glaci\u00e8re (ou autre trou ne laissant pas la chaleur s\u2019\u00e9chapper) pour attendre l\u2019\u00e9t\u00e9 o\u00f9 la demande de glace est \u00e0 son paroxysme. Enfin, les plus dou\u00e9s comprennent que la glace est une mati\u00e8re premi\u00e8re, une source de froid, une source de conservation des aliments! Car oui, si aujourd\u2019hui vous pouvez consommer des fruits venant de l\u2019autre coin du globe, trouver des framboises \u00e0 toute p\u00e9riode de l\u2019ann\u00e9e ou encore ne pas tomber malade \u00e0 chaque d\u00e9gustation de poisson c\u2019est bien gr\u00e2ce au froid! La plupart des micro-organismes responsables de la moisissure cessent en effet de se d\u00e9velopper voire meurent avec la cong\u00e9lation, ce qui permet \u00e0 ces aliments d\u2019augmenter largement leur dur\u00e9e de vie (comme on peut le lire et le voir su<strong>r<\/strong><a href=\"http:\/\/www.alamain.info\/?p=757\"> ce formidable article illustr\u00e9<\/a> qui explique surtout pourquoi il ne faut pas casser la cha\u00eene du froid!)<\/p>\n<h3>Pourquoi donc la glace cr\u00e9e-t-elle du froid?<\/h3>\n<p>Cette question toute b\u00eate est en fait extr\u00eamement compliqu\u00e9e et on ne va h\u00e9l\u00e0s pas la couvrir en un seul podcast. Mais promis, je reviendrai parler de chaleur \u00e0 l&#8217;occasion. Elle est compliqu\u00e9e parce qu\u2019il faut comprendre plusieurs choses (et cela a pris plus d\u2019un si\u00e8cle)! D\u2019abord, il faudrait s\u2019entendre sur ce que veut dire \u201ccr\u00e9er du froid\u201d et se rendre compte que \u00e7a ne veut en fait rien dire ; on viendrait alors \u00e0 dire qu\u2019en fait on perd plut\u00f4t du chaud ou pour \u00eatre pr\u00e9cis, que la temp\u00e9rature diminue. C\u2019est alors que le mot interdit est l\u00e2ch\u00e9: \u201ctemp\u00e9rature\u201d\u2026 \u00a0La temp\u00e9rature, aussi simple qu\u2019elle puisse nous para\u00eetre a mis beaucoup de temps \u00e0 \u00eatre d\u00e9finie scientifiquement et la d\u00e9finition m\u00e9riterait elle aussi un \u00e9pisode \u00e0 part enti\u00e8re, ce que je vous pr\u00e9pare pour\u2026 Un jour.<\/p>\n<p>Autour de nous se baladent un grand nombre de particules, un peu comme un grand super march\u00e9 \u00e0 une heure de pointe, tout le monde va dans n\u2019importe quelle direction sans trop se soucier des autres. La temp\u00e9rature est en quelque sorte une mesure de cette agitation. Et alors ce qui doit arriver arrive, des particules se rentrent les une dans les autres! Cet acte de pur violence d\u00e9gage de l\u2019\u00e9nergie (si on garde l\u2019image du magasin, c\u2019est le \u201cConnard\u201d ou encore \u201cMalotru\u201d que vous entendez parfois lorsque par m\u00e9garde vous enfoncez votre \u00e9paule dans le bras ch\u00e9tif de ce malheureux inconnu\u2026). Cette \u00e9nergie d\u00e9gag\u00e9e par les diff\u00e9rents chocs cr\u00e9e ce que l\u2019on appelle la chaleur. Je n\u2019irai pas plus dans les d\u00e9tails pour le moment, un livre passionnant en r\u00e9f\u00e9rence comblera les plus press\u00e9s sur ce sujet, sinon il faudra attendre mon dossier, vous savez le plus important pour celui-ci.<\/p>\n<p>Ce qu\u2019il faut retenir, c\u2019est que c\u2019est un joyeux bordel. Des particules gigotent dans tous les sens, se rentrent dedans et cela cr\u00e9e la temp\u00e9rature. On voit aussi que ce beau lever de soleil paisible en pleine nature est en fait une anarchie de particules qui refusent de rester en place. N\u2019allez pas pour autant croire que je suis en train de ruiner toute la po\u00e9sie de la sc\u00e8ne. Imaginez donc ce paysage de particules tout le temps renouvel\u00e9, prenant sans cesse de nouvelles positions\u2026 En fait la diff\u00e9rence entre le beau paysage paisible que vous appr\u00e9ciez et la guerre que je d\u00e9cris est une question de point de vue : \u00e0 l\u2019\u00e9chelle macroscopique, celle de tous les jours, nous sommes \u00e0 l\u2019\u00e9quilibre alors qu\u2019\u00e0 l\u2019\u00e9chelle microscopique, les particules peuvent prendre un tr\u00e8s grand nombre de positions diff\u00e9rentes.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Ludwig_Boltzmann\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignright size-medium wp-image-2824\" alt=\"La tombe de Boltzmann (Wikip\u00e9dia)\" src=\"http:\/\/www.podcastscience.fm\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/Zentralfriedhof_Vienna_-_Boltzmann-225x300.jpg\" width=\"225\" height=\"300\" \/><\/a><a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Ludwig_Boltzmann\">Boltzmann<\/a>, un physicien un peu po\u00e8te a propos\u00e9 de compter ce nombre de positions microscopiques qui d\u00e9finissent ce m\u00eame \u00e9tat macroscopique. Il propose m\u00eame de nommer ce nombre \u201c<a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Entropie_(thermodynamique)\" target=\"_blank\">entropie<\/a>\u201d mais que l\u2019on nomme plus commun\u00e9ment \u201cmesure du bordel\u201d. En effet, plus un \u00e9quilibre est donn\u00e9 par un grand nombre d\u2019\u00e9tats microscopiques plus il y a un bordel sous-jacent important. A titre d\u2019anecdote, cette d\u00e9finition de l\u2019entropie de Boltzmann est tellement importante qu\u2019elle est inscrite aujourd\u2019hui sur sa tombe. Etant donn\u00e9 l\u2019approche de la temp\u00e9rature dont je viens de vous parler, vous imaginez sans probl\u00e8me qu\u2019il doit y avoir un lien entre l\u2019entropie et la temp\u00e9rature. En fait, c\u2019est par ce biais qu\u2019a d\u2019abord \u00e9t\u00e9 d\u00e9finie cette grandeur. Une dizaine d\u2019ann\u00e9es avant Boltzmann, <a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Rudolf_Clausius\" target=\"_blank\">Clausius<\/a> donne une autre d\u00e9finition de l\u2019entropie comme le rapport entre la chaleur et la temp\u00e9rature.<\/p>\n<p>L\u2019entropie selon Clausius (et qui en fait correspond tout \u00e0 fait \u00e0 celle de Boltzman) est donc d\u00e9finie par la formule <img src='http:\/\/s0.wp.com\/latex.php?latex=S%3D%5Cfrac%7BQ%7D%7BT%7D&#038;bg=ffffff&#038;fg=000000&#038;s=0' alt='S=\\frac{Q}{T}' title='S=\\frac{Q}{T}' class='latex' \/>\u00a0o\u00f9 Q est l\u2019\u00e9change de chaleur et T la temp\u00e9rature.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Vive le bordel<\/h3>\n<p>Maintenant que l\u2019on a une vague id\u00e9e de ce qu\u2019est le chaud, qu\u2019on sait que le monde est en fait un joyeux bordel au niveau microscopique, il serait peut \u00eatre temps de r\u00e9pondre \u00e0 la premi\u00e8re question : pourquoi donc quand je mets un gros bloc de glace sous ma couverture, il fait soudain tr\u00e8s froid? C\u2019est vrai, on se fait peu la remarque mais il aurait pu en \u00eatre tout autrement: au lieu de fondre, d&#8217;inonder mon matelas et de glacer mon environnement, ce joli bloc de glace aurait pu dans un autre monde (le monde de Nico?) grossir en devenant de plus en plus froid pendant que mon lit deviendrait de plus en plus chaud. Pour l\u2019instant, on n&#8217;a aucune raison valable de supposer que la chaleur aime aller titiller la glace et la faire fondre\u2026.<\/p>\n<p>Heureusement, la nature a bon go\u00fbt, elle aime le bordel! En effet, le <a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Deuxi%C3%A8me_principe_de_la_thermodynamique\" target=\"_blank\">deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique<\/a> explique que toute transformation d\u2019un syst\u00e8me ferm\u00e9 fait augmenter l\u2019entropie. En somme, il est IMPOSSIBLE, sans travail, que votre chambre se range toute seule selon le second principe (si seulement j\u2019avais eu cet argument \u00e0 l\u2019\u00e9poque!).<\/p>\n<p>Revenons \u00e0 nos \u00e9changes de chaleur. Consid\u00e9rons donc le syst\u00e8me &#8220;lit et bloc de glace&#8221;. C\u2019est ce qu\u2019on va appeler un syst\u00e8me isol\u00e9, c\u2019est \u00e0 dire qu\u2019on va consid\u00e9rer qu\u2019il ne transmet ni ne re\u00e7oit rien de l\u2019ext\u00e9rieur (vous consid\u00e9rez que vous \u00eates dans votre petit cocon bien prot\u00e9g\u00e9 dans votre lit? C\u2019est le m\u00eame principe). Dans ce cadre, <a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Premier_principe_de_la_thermodynamique\" target=\"_blank\">le premier principe de la thermodynamique<\/a> nous dit que l\u2019\u00e9nergie du syst\u00e8me reste constante. Or notre syst\u00e8me ne subit que des \u00e9changes de chaleur : il y a la chaleur \u00e9mise ou re\u00e7ue par le bloc de glace et celle \u00e9mise ou re\u00e7ue par le lit. Comme il n\u2019y a que cet \u00e9change de chaleur et que notre syst\u00e8me est isol\u00e9, le premier principe nous apprend que les \u00e9changes de chaleur se correspondent. C\u2019est \u00e0 dire que si le bloc de glace transmet de la chaleur, l\u2019int\u00e9gralit\u00e9 de cette chaleur est re\u00e7ue par le lit et inversement si c\u2019est le lit qui transmet de la chaleur, l\u2019int\u00e9gralit\u00e9 est capt\u00e9e par le bloc de glace. Ce que l\u2019on \u00e9crit en \u00e9quation :<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><img src='http:\/\/s0.wp.com\/latex.php?latex=Q_%7Bglace%7D%2BQ_%7Blit%7D+%3D+0&#038;bg=ffffff&#038;fg=000000&#038;s=0' alt='Q_{glace}+Q_{lit} = 0' title='Q_{glace}+Q_{lit} = 0' class='latex' \/>\n<p>Consid\u00e9rons alors l\u2019entropie de notre syst\u00e8me, sa variation est \u00e9gale \u00e0 la somme des rapports de chaleur et temp\u00e9rature (vu qu\u2019il n\u2019y a aucun autre travail ou apport d\u2019\u00e9nergie) :<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><img src='http:\/\/s0.wp.com\/latex.php?latex=S%3D%5Cfrac%7BQ_%7Bglace%7D%7D%7BT_%7Bglace%7D%7D%2B%5Cfrac%7BQ_%7Blit%7D%7D%7BT_%7Blit%7D%7D%3DQ_%7Bglace%7D%5Cleft%28%5Cfrac%7B1%7D%7BT_%7Bglace%7D%7D-%5Cfrac%7B1%7D%7BT_%7Blit%7D%7D%5Cright%29&#038;bg=ffffff&#038;fg=000000&#038;s=0' alt='S=\\frac{Q_{glace}}{T_{glace}}+\\frac{Q_{lit}}{T_{lit}}=Q_{glace}\\left(\\frac{1}{T_{glace}}-\\frac{1}{T_{lit}}\\right)' title='S=\\frac{Q_{glace}}{T_{glace}}+\\frac{Q_{lit}}{T_{lit}}=Q_{glace}\\left(\\frac{1}{T_{glace}}-\\frac{1}{T_{lit}}\\right)' class='latex' \/>\n<p>Cette formule toute simple explique \u00e0 elle seule que le transfert de chaleur ne peut se faire que dans un sens! Si la temp\u00e9rature de la glace est inf\u00e9rieure \u00e0 celle du lit (je vous souhaite que ce soit le cas), alors la diff\u00e9rence des inverses de temp\u00e9rature est positive. Or, comme selon le second principe, l\u2019entropie ne peut qu\u2019augmenter, il faut forc\u00e9ment que <img src='http:\/\/s0.wp.com\/latex.php?latex=Q_%7Bglace%7D&#038;bg=ffffff&#038;fg=000000&#038;s=0' alt='Q_{glace}' title='Q_{glace}' class='latex' \/> (la chaleur que re\u00e7oit la glace) soit aussi positive : la glace ne peut que recevoir de la chaleur du lit si sa temp\u00e9rature est inf\u00e9rieure \u00e0 celle du lit !<\/p>\n<h3>De la mani\u00e8re de s\u2019y prendre\u2026<\/h3>\n<p>Nous sommes \u00e0 mi-parcours de ce dossier o\u00f9 je suis cens\u00e9 vous raconter comment fonctionne un frigo et je viens de vous prouver qu\u2019il est impossible d\u2019avoir quelque chose de froid qui en pr\u00e9sence d\u2019une source chaude devient de plus en plus froid\u2026 Il serait plus que temps de crier \u00e0 l\u2019arnaque et de me mettre la t\u00eate dans votre cong\u00e9lateur (<a href=\"https:\/\/www.google.fr\/search?site=&amp;tbm=isch&amp;source=hp&amp;biw=1440&amp;bih=805&amp;q=241543903&amp;oq=241543903&amp;gs_l=img.3..0l6.7508.8672.0.8824.2.1.0.1.1.0.92.92.1.1.0....0...1ac.1j2.29.img..0.2.95.Ahtg2IgtKeA&amp;qscrl=1\">pensez \u00e0 bien prendre une photo et la nommer 241543903.jpg<\/a>) !<\/p>\n<p>Rassurez-vous, tout ce que j\u2019ai dit est bien sur juste et pour arriver au miracle du frigo, il va falloir se mettre au &#8220;travail&#8221;. Jusqu\u2019alors on a parl\u00e9 de syst\u00e8mes qu\u2019on laissait vivre tranquilles, sur lesquels on n&#8217;agissait pas. Or, votre frigo est branch\u00e9 au courant, il a besoin d\u2019\u00e9nergie pour fonctionner et c\u2019est cette \u00e9nergie qui va nous permettre de lutter contre le bordel naturel.<\/p>\n<p>Malgr\u00e9 tout, ce second principe nous montre qu\u2019on ne cr\u00e9era pas du froid par un transfert direct d\u2019une source froide \u00e0 une source chaude; il va falloir \u00eatre plus malin.<\/p>\n<p>Il existe heureusement des moyens de faire changer la temp\u00e9rature sans aucun \u00e9change de chaleur. Reprenons notre image du d\u00e9but, vous \u00eates dans un supermarch\u00e9 \u00e0 une heure de pointe, la temp\u00e9rature correspondait grosso-modo \u00e0 l\u2019agitation et aux collisions dans ce supermarch\u00e9. Imaginons maintenant que l\u2019on soit le jour de la sortie du merveilleux livre de Podcast Science (disponible dans toutes les bonnes librairies), le nombre de personnes pr\u00e9sentes augmente alors sensiblement sans pour qu&#8217;il y ait davantage de place \u00e0 disposition. Ainsi, non seulement l\u2019agitation augmente, mais avec plus de monde dans autant de place, le nombre de chocs entre ces fantastiques auditeurs venus se procurer le livre augmente sensiblement.<\/p>\n<p>Dit en termes thermodynamiques, si l\u2019on fait varier la pression d\u2019un gaz, tout en ne modifiant aucun autre param\u00e8tres, on fait augmenter sa temp\u00e9rature! Et inversement, si on fait baisser la pression, la temp\u00e9rature baisse. En fait, pour le mod\u00e8le \u201cid\u00e9al\u201d de gaz, si les autres param\u00e8tres sont fix\u00e9s, l\u2019augmentation de la pression est directement proportionnelle \u00e0 l\u2019augmentation de la temp\u00e9rature.<\/p>\n<h3><span style=\"font-size: 1.17em;\">Le frigo, le frigo, le frigo!<\/span><\/h3>\n<p>Alors c\u2019est bien beau toutes ces digressions sur le froid mais il est temps de r\u00e9v\u00e9ler le secret!<\/p>\n<p>Vous l\u2019aurez remarqu\u00e9 si vous \u00e9coutez souvent votre frigo, cette machine s\u2019allume et s\u2019\u00e9teint r\u00e9guli\u00e8rement, cela s\u2019explique tout simplement parce qu\u2019un frigo en fonctionnement fabrique perp\u00e9tuellement du froid, du coup quand la temp\u00e9rature d\u00e9sir\u00e9e est atteinte, on arr\u00eate le processus et on le laisse en mode glaci\u00e8re. Pour obtenir cette fabrication perp\u00e9tuelle de froid, sans consommer un \u201ccarburant\u201d qui subirait des transformation, refroidirait le frigo et irait se d\u00e9verser dans les \u00e9gouts, vos frigos fonctionnent en cycle, c\u2019est \u00e0 dire qu\u2019un fluide circule, subit plusieurs transformations et \u00e9changes de chaleur jusqu\u2019\u00e0 revenir \u00e0 son \u00e9tat initial.<\/p>\n<p>Quelles sont donc ces diff\u00e9rentes transformations? Rappelons nos armes \u00e0 ce stade :<\/p>\n<ul>\n<li>Si l\u2019on a une source chaude en contact avec une source froide, de la chaleur passe naturellement de la source chaude \u00e0 la source froide ;<\/li>\n<li>Si l\u2019on joue avec la pression, on peut faire varier la temp\u00e9rature.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Il ne nous reste plus qu\u2019\u00e0 jouer avec tout cela pour fabriquer le frigo. Pour cr\u00e9er un espace froid \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du frigo, il faut capturer de la chaleur. Comme on a pu le voir, la seule mani\u00e8re de faire cela est de faire passer un fluide qui soit plus froid encore que l\u2019int\u00e9rieur du frigo. \u00c0 titre anecdotique, un frigo \u00e9tant autour de 4\u00b0C et un cong\u00e9lateur inf\u00e9rieur \u00e0 \u201312\u00b0C, on ne pourra pas utiliser de l\u2019eau pour servir \u00e0 refroidir\u2026 Pour refroidir suffisamment le fluide, il faudra donc faire baisser la pression. A ce stade, on a presque un frigo; si l\u2019on a un fluide qui arrive, on fait une d\u00e9tente pour faire baisser sa temp\u00e9rature et on le fait passer \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du frigo pour qu\u2019il capture la chaleur.<\/p>\n<p>Pour r\u00e9ussir \u00e0 fermer le cycle, il faut que le fluide en question puisse dissiper son surplus de chaleur. Et encore une fois, le seul moyen de le faire est de le mettre en contact avec une source plus froide qu\u2019il r\u00e9chauffera. Nous n\u2019avons que deux environnement \u00e0 notre disposition : l\u2019int\u00e9rieur du frigo et l\u2019ext\u00e9rieur du frigo, la cuisine! Ainsi, votre frigo d\u00e9gage dans la cuisine toute la chaleur qu\u2019il capture \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur. Plus le frigo fait du froid plus il chauffera la pi\u00e8ce o\u00f9 il est install\u00e9!<\/p>\n<p>Il nous manque donc l\u2019\u00e9tape qui permet de faire passer un fluide r\u00e9chauff\u00e9 par l\u2019int\u00e9rieur du frigo (donc avec une temp\u00e9rature peu \u00e9lev\u00e9e) \u00e0 une temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9e que celle de la cuisine, en augmentant la pression!<\/p>\n<p>Pour r\u00e9sumer, cette machine de guerre fait baisser la pression d\u2019un fluide pour atteindre une temp\u00e9rature plus faible que les 4\u00b0C d\u00e9sir\u00e9s. Le fluide passant dans la \u201cglaci\u00e8re\u201d du frigo capte de la chaleur et fait donc baisser la temp\u00e9rature de l\u2019int\u00e9rieur. Une fois sorti du frigo, le fluide est compress\u00e9 pour atteindre une temp\u00e9rature plus \u00e9lev\u00e9e que celle de la salle o\u00f9 est install\u00e9 l\u2019appareil m\u00e9nager, gr\u00e2ce \u00e0 cela, il peut d\u00e9gager la chaleur qu\u2019il a captur\u00e9 \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du frigo. Et ainsi de suite tant que le frigo est allum\u00e9!<\/p>\n<h3>Mais comment donc que \u00e7a d\u00e9marre?<\/h3>\n<p>Une des choses qui m\u2019a le plus perturb\u00e9 lorsque j\u2019ai d\u00e9couvert la thermodynamique est de comprendre comment tout cela commen\u00e7ait. C\u2019est bien beau d\u2019avoir un cycle, c\u2019est bien beau toutes ces transformations, mais quelle est l\u2019op\u00e9ration magique qui permet de mettre tout cela en fonctionnement?<\/p>\n<p>D\u2019autant plus que d\u2019apr\u00e8s le premier principe, l\u2019\u00e9nergie se conserve et comme l\u2019on a un cycle, l\u2019entropie du d\u00e9but est la m\u00eame que l&#8217;entropie de la fin! En fait, l\u2019entropie et l\u2019\u00e9nergie sont ce que l\u2019on appelle des \u201c<a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Fonction_d'%C3%A9tat\" target=\"_blank\">fonctions d\u2019\u00e9tat<\/a>\u201d. C\u2019est \u00e0 dire qu\u2019elles ont une valeur parfaitement d\u00e9termin\u00e9e par l\u2019\u00e9tat du syst\u00e8me. En revanche, la puissance n\u00e9cessaire pour augmenter la pression ou pour faire baisser la pression, que l\u2019on appelle \u201c<a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Travail_d%27une_force\" target=\"_blank\">travail<\/a>\u201d d\u00e9pend de comment on s\u2019y prend. Dans le cas du frigo, la puissance n\u00e9cessaire pour comprimer le fluide est plus importante que la puissance que fournit le m\u00eame fluide en perdant de la pression, du coup, il est indispensable de fournir de l\u2019\u00e9nergie pour que ce cycle fonctionne. L\u2019\u00e9nergie est fournie gr\u00e2ce \u00e0 un moteur qui fait non seulement circuler le fluide dans le cycle mais sert aussi \u00e0 le compresser.<\/p>\n<h3>Et si on rembobine?<\/h3>\n<p>Le r\u00e9frig\u00e9rateur, aussi connu sous le nom plus explicite \u201c<a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Pompe_%C3%A0_chaleur\" target=\"_blank\">pompe \u00e0 chaleur<\/a>\u201d n\u00e9cessite donc qu\u2019on lui fournisse une certaine puissance pour qu\u2019en pompant la chaleur, il fasse diminuer la temp\u00e9rature \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du frigo. Une chose tout a fait remarquable est que ce cycle peut fonctionner en sens inverse et fournit alors de l\u2019\u00e9nergie!<\/p>\n<p>Imaginons maintenant que notre source chaude, la cuisine, r\u00e9chauffe le fluide en lui transmettant de la chaleur, que le fluide perde ensuite en pression (au lieu d\u2019\u00eatre compress\u00e9, il perd en pression) et fournisse par ce biais un certain travail. Le fluide est ensuite refroidi par l\u2019int\u00e9rieur du frigo &#8211; qu\u2019on va encore supposer d\u2019une temp\u00e9rature plus faible que la pi\u00e8ce &#8211; et qui enfin se voit compress\u00e9 sans autre travail fourni que l\u2019entra\u00eenement des \u00e9tapes pr\u00e9c\u00e9dentes. Un frigo mont\u00e9 \u00e0 l\u2019envers, sur le papier du moins, pourrait donc fournir de l\u2019\u00e9nergie. Pour autant, n\u2019essayez pas de trafiquer votre pr\u00e9cieux engin car il faudrait une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature et des niveaux de pression bien plus \u00e9lev\u00e9s que ceux pour lesquels il est con\u00e7u pour que vous puissiez observer quelque chose et surtout pour que \u00e7a marche.<\/p>\n<p>Par contre, dans un autre objet technologique tr\u00e8s d\u00e9velopp\u00e9, on observe ce type de cycle : le moteur diesel! La combustion du carburant r\u00e9chauffe l\u2019air quasi-instantan\u00e9ment, le piston en bougeant fait diminuer la pression du fluide, ce fluide est ensuite refroidi puis enfin, par entra\u00eenement, le piston compresse de nouveau le fluide pour l\u2019amener \u00e0 une nouvelle explosion! Si le fonctionnement est assez diff\u00e9rent, on a les op\u00e9rations inverses du r\u00e9frig\u00e9rateur. Ces cycles combinant deux \u00e9changes de chaleur, une compression et une d\u00e9tente sont appel\u00e9s\u00a0<a href=\"http:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Cycle_de_Carnot\" target=\"_blank\">cycles de Carnot<\/a> et sont le mod\u00e8le th\u00e9orique associ\u00e9 \u00e0 toute machine \u201cthermique\u201d!<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/frigo.png\" rel=\"lightbox[1980]\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-large wp-image-1984\" alt=\"frigo\" src=\"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/frigo-424x494.png\" width=\"424\" height=\"494\" srcset=\"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/frigo-424x494.png 424w, http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/frigo-161x188.png 161w, http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/frigo.png 757w\" sizes=\"auto, (max-width: 424px) 100vw, 424px\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Biblio :<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>&#8220;<a href=\"https:\/\/www.amazon.fr\/gp\/product\/B00FGTGOEQ\/ref=kinw_myk_ro_title\">Refrigeration Nation<\/a>&#8221;\u00a0de Jonathan Rees : l&#8217;histoire du commerce du froid aux \u00e9tats-unis. Tr\u00e8s int\u00e9ressant m\u00eame s&#8217;il contient tr\u00e8s peu (voire pas du tout) de science.<\/li>\n<li>&#8220;<a href=\"https:\/\/www.amazon.fr\/gp\/product\/B00CXUKSKC\/ref=kinw_myk_ro_title\">R\u00e9flexions sur la puissance motrice du feu<\/a>&#8221; de Sadi Carnot : un des livres de base de la thermodynamique. C&#8217;est un &#8220;vrai&#8221; livre de science par un scientifique (le m\u00eame Carnot que pour les cycles de Carnot) mais \u00e7a reste tout \u00e0 fait lisible par n&#8217;importe qui. Si vous voulez des d\u00e9tails, foncez!<\/li>\n<li>&#8220;<a href=\"https:\/\/www.amazon.fr\/gp\/product\/B0013O2ZAK\/ref=kinw_myk_ro_title\">Inventing temperature : Measurement and scientific progress<\/a>&#8221; de Hasok Chang : la formidable histoire de l&#8217;invention de la notion de temp\u00e9rature. Sans doute l&#8217;objet d&#8217;un prochain dossier mais si vous \u00eates impatients&#8230;<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"wp-flattr-button\"><a class=\"FlattrButton\" style=\"display:none;\" href=\"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/2013\/10\/froid-regrigerateur-et-241543903\/\" title=\" PodcastScience 148 : Froid, r\u00e9grig\u00e9rateur et 241543903\" rev=\"flattr;uid:nicotupe;language:fr_FR;category:text;tags:nicotupe.fr;\">Ceci est une reproduction du dossier 148 de PodcastScience, n&#8217;h\u00e9sitez pas \u00e0 aller le lire \u00e0 la source! Ces jours-ci revient en France le froid. Vous savez, cette joyeuse sensation...<\/a><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ceci est une reproduction du dossier 148 de PodcastScience, n&#8217;h\u00e9sitez pas \u00e0 aller le lire \u00e0 la source! Ces jours-ci revient en France le froid. Vous savez, cette joyeuse sensation qui nous am\u00e8ne \u00e0 interchoquer nos dents les unes contres les autres pour, dans un rythme fr\u00e9n\u00e9tique, annoncer que tous nos muscles se contractent \u00e0 [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1984,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[27,46,38],"tags":[],"class_list":["post-1980","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-article","category-podcastscience","category-sciences"],"jetpack_featured_media_url":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-content\/uploads\/2013\/10\/frigo.png","_links":{"self":[{"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1980","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1980"}],"version-history":[{"count":4,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1980\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1986,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1980\/revisions\/1986"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1984"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1980"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1980"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/nicotupe.fr\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1980"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}