Comme tout le reste de notre univers, les réfrigérateurs doivent obéir à une loi fondamentale de la physique appelée la conservation de l'énergie.L'essentiel est que vous ne pouvez pas créer de l'énergie à partir de rien ou faire disparaître l'énergie dans l'air : vous ne pouvez que convertir l'énergie en d'autres formes.Cela a des implications très importantes pour les utilisateurs de réfrigérateurs.
Tout d'abord, cela brise le mythe selon lequel vous pouvez rafraîchir votre cuisine en laissant la porte du réfrigérateur ouverte.Pas vrai!Comme nous venons de le voir, un réfrigérateur fonctionne en "aspirant" la chaleur de l'armoire du refroidisseur avec un fluide de refroidissement, puis en pompant le fluide à l'extérieur de l'armoire, où il libère sa chaleur.Donc, si vous retirez une certaine quantité de chaleur de l'intérieur de votre réfrigérateur, en théorie, exactement la même quantité réapparaît sous forme de chaleur à l'arrière (en pratique, vous dégagez un peu plus de chaleur car le moteur n'est pas parfaitement efficace et il dégage également chaleur).Laissez la porte ouverte et vous déplacez simplement l'énergie thermique d'une partie de votre cuisine à l'autre.
La loi de la conservation de l'énergie explique également pourquoi il faut autant de temps pour refroidir ou congeler des aliments dans un réfrigérateur ou un congélateur.Les aliments contiennent beaucoup d'eau, qui est constituée de molécules très légères (l'hydrogène et l'oxygène sont deux des atomes les plus légers).Même une petite quantité de liquide à base d'eau (ou de nourriture) contient unénormenombre de molécules, dont chacune prend de l'énergie pour se réchauffer ou se refroidir.C'est pourquoi il faut quelques minutes pour faire bouillir même une tasse ou deux d'eau : il y a beaucoup plus de molécules à chauffer que si vous essayiez de faire bouillir quelque chose comme une tasse de fer ou de plomb en fusion.Il en va de même pour le refroidissement : il faut de l'énergie et du temps pour évacuer la chaleur des liquides aqueux comme les jus de fruits ou les aliments.C'est pourquoi la congélation ou le refroidissement des aliments prend si longtemps.Ce n'est pas que votre réfrigérateur ou votre congélateur soit inefficace : c'est simplement que vous devez ajouter ou retirer de grandes quantités d'énergie pour que les choses aqueuses changent leur température de plus de quelques degrés.
Essayons de mettre quelques chiffres approximatifs à tout cela.La quantité d'énergie qu'il faut pour changer la température de l'eau s'appelle sa capacité thermique spécifique, et c'est 4200 joules par kilogramme par degré Celsius.Cela signifie qu'il faut utiliser 4200 joules d'énergie pour chauffer ou refroidir d'un degré un kilogramme d'eau (ou 8400 joules pour deux kilogrammes).Donc, si vous voulez congeler une bouteille d'eau d'un litre (pesant 1 kg) d'une température ambiante de 20°C à une température de type congélateur -20°C, vous aurez besoin de 4200 × 1kg × 40°C, soit 168 000 joules.Si le compartiment congélateur de votre réfrigérateur peut évacuer la chaleur à une puissance de 100 watts (100 joules par seconde), cela prendra 1680 secondes ou environ une demi-heure.
Vous pouvez voir qu'il faut beaucoup d'énergie pour refroidir les aliments liquides.Et cela, à son tour, explique pourquoi les réfrigérateurs consomment autant d'électricité.Selon l'Energy Information Administration des États-Unis, les réfrigérateurs utilisent environ 7 % de toute l'électricité domestique (à peu près autant que les téléviseurs et les appareils connexes, et moins de la moitié de la climatisation, qui en utilise 17 %).
Graphique : Consommation d'électricité domestique par utilisation finale : les réfrigérateurs utilisent 7 % de l'électricité domestique, soit beaucoup moins que les climatiseurs ou les systèmes de chauffage.Les principaux réfrigérateurs de la maison utilisent environ 77 % de l'électricité totale de réfrigération, les deuxièmes réfrigérateurs en utilisent 18 % et les unités supplémentaires représentent le reste.Source:Administration américaine de l'information sur l'énergie,
Heure de publication : 02 novembre 2022