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Réfrigérateur
L'intérieur d'un réfrigérateur
L'intérieur d'un réfrigérateur

Un réfrigérateur (ou frigidaire ou frigo dans le langage famillier) est un appareil principalement utilisé en cuisine, avec un compartiment principal qui a une température de 4 a 8 °C et souvent un compartiment pour la congélation (On appelle congélation toutes technique visant à faire passer un produit à l'état solide par des techniques de refroidissement forcé. On parle de...) à -18 °C appelé congélateur.

La frigération (du latin frigus, froid) est généralement le refroidissement d'un corps par le transfert d'une partie de sa chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !). Les applications peuvent être la conservation, particulièrement de nourriture, l'abaissement de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle...) de boissons pour les rendre plus agréables à la consommation. Le refroidissement de quelque chose de chaud est souvent fait au moyen de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les...) à la température ambiante. Par exemple, le refroidissement d'un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits...) se fait en extrayant l'air chaud du boîtier au moyen d'un ventilateur.

La fonction d'une machine de réfrigération est de prendre de la chaleur du côté basse température et de la rejeter à l'extérieur, en utilisant une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) externe pour conduire le processus. Un réfrigérateur (Un réfrigérateur (ou frigidaire ou frigo dans le langage famillier) est un appareil principalement utilisé en cuisine, avec un compartiment principal qui a une...) est une pompe à chaleur (Une pompe à chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et...) généralement animée par un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie...) électrique. Il est également possible d'employer les sels eutectiques.

Thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en équilibre. La première définition est aussi la première dans l'histoire. La seconde...) des réfrigérateurs

Les réfrigérateurs sont des pompes à chaleur dont la plupart (comme ceux qui équipent maisons et voitures) utilisent un cycle de changement de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :). Ce procédé fait tourner un cycle de Carnot (En thermodynamique, le cycle de Carnot est le processus cyclique réversible de la machine de Carnot. Cette machine produit du travail (c'est un moteur) à partir de deux sources de chaleur de température différentes. Un gaz, considéré...) pour transférer de la chaleur de la partie froide vers la partie chaude, en 4 temps :

  • compression : le fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont...) réfrigérant passe de l'état gazeux à l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), sa température augmente au-delà de la température de la partie chaude
  • refroidissement du liquide : on le fait passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) dans un radiateur (visible à l'arrière des frigos domestiques), ce qui transfère la chaleur vers la partie chaude
  • détente : le liquide se transforme en gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...), et se refroidit
  • réchauffement du gaz : le gaz froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) passe dans un autre radiateur du coté froid, qu'il refroidit par transfert thermique (Un transfert de chaleur qu'il convient d'appeler transfert thermique ou transfert par chaleur est un transit d'énergie sous forme microscopie désordonnée.), et retourne vers le compresseur

Il existe aussi un procédé plus complexe, à deux fluides, mais qui ne requiert pas de compresseur, remplacé par une source de chaleur : le réfrigérateur à absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une...) de gaz. Ce procédé est exploité lorsque l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la...) ou la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent...) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un mouvement, une force,...) manque, alors qu'une source de chaleur est disponible (caravanes, frigo solaires, etc.).

Le réfrigérateur d'Einstein est un type unique de réfrigérateur co-inventé en 1926 par Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui...) et un ancien étudiant Leó Szilárd.

L'histoire de la réfrigération

Les précurseurs

Avant l'invention des réfrigérateurs, on stockait la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) découpée l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) sur les étangs dans une glacière. Il s'agissait d'un trou fermé par un couvercle isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les...) dans lequel on alternait des couches de paille et de glace. Comme l'air froid descend, le trou restait froid et la glace se conservait jusqu'à l'été.

Des inventeurs tentèrent de fabriquer de la glace à la fin du XVIIIe siècle et au début du XIXe. Edmond Carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même...) invente, en 1850, le réfrigérateur à eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et acide sulfurique (L'acide sulfurique (anciennement appelé huile de vitriol ou vitriol) est un composé chimique corrosif de formule H2SO4.).

Mais la première véritable tentative d'utilisation industrielle de la réfrigération date de 1851 : James Harrison, un imprimeur écossais émigré en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de...), avait acheté une entreprise de presse. Alors qu'il nettoyait des caractères à l'éther, il remarqua que le liquide refroidissait fortement le métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des...) en s'évaporant. L'éther est un liquide à faible point (Graphie) d'ébullition (L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps de l’état liquide vers l’état vapeur. Ce phénomène est une vaporisation.). Harrison eut l'idée de comprimer l'éther gazeux avec une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) pour le transformer en liquide, puis de laisser l'éther liquide revenir à l'état gazeux en provoquant un refroidissement. Il mit ce système en œuvre dans une brasserie australienne où le gaz froid d'éther était pompé dans des tuyaux qui circulaient dans le bâtiment. Harrison utilisa le même principe pour fabriquer de la glace en faisant passer dans de l'eau les tuyaux refroidis par l'éther gazeux. Mais il fit faillite en 1860 : la glace naturelle qu'on importait par bateau (Un bateau est une construction humaine capable de flotter sur l'eau et de s'y déplacer, dirigé ou non par ses occupants. Il répond aux besoins du transport maritime ou...) d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique...) restait moins chère.

Le réfrigérateur domestique

Le réfrigérateur a été inventé en 1876 par Carl von Linde. Mais d'autres inventeurs s'attribuent cette paternité, parce que cette technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) a mis du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) à se développer. Une des premières utilisations de la réfrigération domestique a eu lieu au domaine de Biltmore à Asheville, Caroline du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), États-Unis, autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent...) de 1895.

Le premier réfrigérateur fabriqué industriellement est le Domelre, en 1913 par Fred W. Wolf de Chicago (Chicago est une mégapole des États-Unis, située dans la partie nord du Middle West, à 1 280 kilomètres à l'ouest de New York et à plus de 3 200...).

Le réfrigérateur à absorption de gaz, qui se refroidit par l'utilisation d'une source de chaleur, a été inventé en Suède par Baltzar von Platen en 1922. Plus tard il a été fabriqué par Electrolux et Servel. Aujourd'hui il est utilisé dans les maisons qui ne sont pas reliées au réseau électrique (Un réseau électrique est un ensemble d'infrastructures permettant d'acheminer l'énergie électrique des centres de production vers les consommateurs d'électricité.) et dans des camping-cars.

Développement moderne des réfrigérateurs

Réfrigérateurs domestiques

Ceux-ci se composent généralement de compartiments de refroidissement et de congélation et peuvent avoir quatre zones de température : -18°C ou 0°F (congélateur), 0°C ou 32°F (viandes), 4°C ou 40°F (réfrigérateur) et 10°C ou 50°F (légumes), pour le stockage des différents types de nourriture. Le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) d'un réfrigérateur se mesure en litres.

Dans les modèles récents, un affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du foyer)sur un support destiné à son émission, externe ou interne, ce qui en fait un média à part entière sans...) à cristaux liquides (Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de mésophase.) suggère la température à utiliser pour les divers types de nourriture à conserver et montre la date limite de consommation des produits.

Quelques modèles incluent un système pour avertir d'une panne de courant, avec une fonction de mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) qui alerte l'utilisateur de la coupure en faisant clignoter l'affichage de la température. En appuyant sur une touche d'information, l'utilisateur est informé de la température maximale atteinte pendant la panne de courant, et sait si les aliments surgelés ont été décongelés ou s'ils risquent d'avoir développé des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une...) dangereuses.

Les anciens réfrigérateurs utilisaient le fréon comme réfrigérant. Le fréon fait partie de la famille des CFC qui détruisent la couche d'ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes d’oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre trois états. Métastable aux conditions...). Après la ratification du protocole de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la...), ces fluides ont été remplacés par le R134a ou autre(HCFC). Aujourd'hui, la majorité des fabricants européens d'électroménager (Le terme électroménager caractérise tous les appareils et outils utilisant l'électricité et, destinés à assurer des besoins domestiques, par opposition aux...) ont opté pour l'isobutane (R600a).

Technologies

  • Chlorofluorocarbones (CFC) (Fréon)
  • gaz liquéfiés
  • pompe à chaleur
  • tube de chaleur
  • réfrigération sonique
  • réfrigération magnétique

Les camions (Le camion est un véhicule automobile à roues destiné à transporter des marchandises. Le routier (routière) ou camionneur (camionneuse) a pour profession la conduite d'un camion.) frigorifiques

Des camions frigorifiques sont utilisés pour transporter les denrées périssables, comme, par exemple, les aliments surgelés, les fruits et les légumes, et les produits chimiques sensibles à la température. La plupart des camions frigorifiques modernes ont des températures comprises entre -40 et +20°C et ont une charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non...) maximum d'environ 24 tonnes (en Europe). Étonnamment, les camions frigorifiques sont plus utilisés en hiver, quand il y a une demande significative pour transporter des produits chimiques à des températures relativement élevées (+10 à +20°C).

Exemples de camions frigorifiques :

  • Traiteurs
  • Fourgons de crème glacée
Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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