NOTIONS DE PHYSIQUE ET THERMOPHYSIQUE
Introduction:
La thermophysique est une branche de la physique classique qui traite des phénomènes physiques en relation avec les manifestations de chaleur. La thermophysique comprend de nombreuses sous branches dont:
– la thermométrie qui concerne la mesure des températures,
– la dilatométrie qui étudie les lois de dilatation des solides, liquides ou desgaz,
– la calorimétrie qui permet de déterminer les capacités thermiques massiques,
– la thermocinétique qui traite de la propagation de la chaleur.
1) La pression :
11) Définition:
On appelle pression l’action d’une force s’exerçant de façon uniforme sur une surface.
Les molécules de gaz se déplacent constamment à des vitesses et des directions variables. Ce sont leurs chocs contre lesparois du récipient qui engendrent la pression. Cette pression est variable en fonction de la température (excitation moléculaire).
NB: plus la température est élevé plus l’excitation moléculaire est importante.
12) Les unités:
121) L’unité légale du système SI (le Pascal), correspond à une pression uniforme exercée perpendiculairement par une force de 1 Newton sur une surface plane de 1 mètrecarré.
1112PaNm=
122) La pression atmosphérique = 101300 Pa. Pour des raison de facilité d’emploi nous utilisons le m bar ou comme dans le froid le bars. 1 bar = 100000 Pa
13) Pressions relatives – pressions absolues:
Pression relative: c’est la pression lue sur le manomètre, elle n’indique que la pression du fluide mesuré.
Pression absolue: cette pression tient compte de la pressionatmosphérique, en plus de la pression du fluide mesuré.
P abs = P rel + P atm
Attention: la pression absolue est utilisée sur certaines réglettes de correspondance et sur les diagrammes enthalpiques.
14) Appareils de mesure et de contrôle de la pression:
Le baromètre:
C’est un instrument servant à mesurer les pression d’air. Cela permet de prévoir les changements atmosphériques.
Le manomètre:
C’estl’outil indispensable du frigoriste. Il mesure la pression des fluides.
Le pressostat:
Il contrôle l’installation frigorifique. Il permet sa régulation ou sa protection.
15) Table de conversion:
pa
mbar
bar
kg/cm2
mm H2o
mmHg
psi
pascal N/m2
1
0,01
0,00001
0,0000102
0,102
0,0075
0,000145
millibar
100
1
0,001
0,00102
10,20
0,750
0,0145
bar
100000
1000
1
1,02
10200
75014,5038
kg par cm2
98100
981
0,981
1
10000
736
14,2233
mm colonne d’eau
9,81
0,098
0,0000981
0,0001
1
0,0736
0,001422
mm mercure
133,3
1,33
0,00133
0,001359
13,59
1
0,01934
pound per sp inch
6895,06
68,95
0,06895
0,07031
703,31
51,717
1
2) La température
21) Définition:
C’est le niveau atteint par la chaleur dans un corps.
Tous les corps sont composés demolécules animées d’un mouvement continuel. Cette agitation augmente en vigueur lorsqu’un corps est chauffé. Par contre, elle ralentie lorsque le corps est refroidi.
A la température -273,15°C cette agitation cesse complètement.
22) Mesure et contrôle de la température:
Pour repérer le niveau atteint par la chaleur, l’homme ne peut se fier avec précision à ses sens personnels.
Il fait donc appel auxphénomènes physiques mesurables qui accompagnent les variation de température comme:
– dilatation d’un solide, liquide ou gaz,
– augmentation du rayonnement lumineux,
– dilatation de la résistivité électrique.
Pour la mesure on dispose:
– du thermomètre
– du pyromètre
Pour le controle on dispose:
– du thermostat
23) Les différentes échelles utilisées:
231) Echelle centésimale CELSIUS:Le 0°C indique la température de la glace fondante (à la pression atmosphérique).
Le 100°C indique la température de l’eau portée à ébullition.
232) Echelle KELVIN:
C’est une échelle centésimale dont l’origine est le 0 degré absolu, c’est à dire -273,15°C.
Le degré KELVIN est l’unité légale d’élévation de température.
On écrit: 100 K et on dit: cent KELVIN.
233) Echelle FAHREINHEIT:
Le…