Comment fonctionne le frigo ?

En été, lorsqu’il fait bien chaud, les enfants sont tentés de laisser la porte du réfrigérateur grande ouverte pour se rafraîchir !

Sais-tu pourquoi cela ne fonctionne pas ?

Parce que le réfrigérateur génère du froid bien sûr, mais aussi du chaud qui sort à l’arrière du frigo. Donc finalement, on n’a rien gagné. Pourquoi ?

Voici quelques explications sur le fonctionnement du frigo qui t’aideront à mieux comprendre.

Tout d’abord, il faut avant tout comprendre les états de la matière, et les conditions nécessaires pour passer de l’un à l’autre.

Prenons le cas de l’eau, car c’est un élément que nous connaissons bien. L’eau peut se trouver sous trois états :

  • l’état solide (glace, flocon de neige…)
  • l’état liquide
  • l’état gazeux, encore appelé vapeur. Attention, la vapeur on ne la voit pas vraiment sauf quand on fait bouillir de l’eau et que des bulles apparaissent au fond de la casserole. On voit aussi qu’il y a eu dégagement de vapeur  lorsqu’elle se condense sur un couvercle froid par exemple.

Pour passer d’un état dense (comme l’eau) vers un état où la matière est moins serrée (comme la vapeur), il faut fournir de l’énergie. Cette énergie peut être de la chaleur. Par exemple, pour transformer un glaçon en eau, tu peux le réchauffer dans tes mains. Elles vont alors donner l’énergie nécessaire au changement d’état.

De la même façon, pour obtenir de la vapeur, tu peux faire chauffer de l’eau dans une casserole, jusqu’à la faire bouillir.

Dans le sens inverse, lorsqu’on condense la matière, on récupère de la chaleur. Voici un petit schéma qui t’aidera à mieux visualiser les différents états.

Dans un frigo, on va utiliser ces propriétés liées aux changements d’état pour faire du froid ou du chaud. Grosso modo, un frigo, c’est une grande armoire (dans laquelle on veut faire du froid) contenant des tubes en serpentin dans lesquels va circuler un fluide. Ces tubes sont cachés dans la structure interne du frigo et derrière celui-ci

Le fluide est mis en circulation dans les tubes par un appareil appelé compresseur. Il va alternativement se trouver à l’état gazeux, puis se condenser en liquide et s’évaporer de nouveau.

Lorsque le fluide passe de l’état liquide à l’état gazeux, il lui faut de l’énergie, de la chaleur. Ce processus se fait dans un serpentin appelé « évaporateur » qui se situe tout en haut du frigo. La chaleur est prise au niveau des aliments et de l’air initialement chaud dans l’enceinte. Ceci va donc permettre de refroidir l’intérieur et les aliments.

Le passage dans le compresseur met le fluide gazeux sous pression et l’envoie dans un autre serpentin extérieur, le condenseur : le gaz chaud  se condense dans cet appareil et ce faisant, il cède de la chaleur à l’extérieur (c’est pour cela qu’il fait chaud derrière le frigo). Le liquide passe ensuite dans un détendeur ce qui diminue sa pression, et facilite son évaporation juste après. Le cycle est refermé ! Lorsque la température dans le frigo est suffisamment basse, le compresseur s’arrête et le cycle est interrompu.

Pour en savoir plus :

http://www.lesnumeriques.com/techno-frigo-marche-a1523.html

 

Texte : Pascale BAUGE – Le Monde et Nous : http://lemondeetnous.cafe-sciences.org/

Illustrations : Stéphanie DUBUT – Stef Comics http://stefcomics.blogspot.fr/

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