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C.-E. GUYE. — LA PRODUCTION DU FROID ET SES RÉCENTES APPLICATIONS 



vant le but à atlrindre. Dans les laboratoires, poul- 

 ies usages domestiques et la petite industrie, on 

 emploie de préférence les mélanges réfrigérants ou 

 des appareils produisant le froid d'une façon dis- 

 continue, comme l'appareil classique à solution 

 ammoniacale de M. Carré. Au contraire, dans les 

 applications industrielles importantes on faitusage 

 de machines puissantes fonclionnant sans inter- 

 ruption et donnant un rendement bien supérieur. 

 Telles sont, par exemple, les machines à détente 

 de gaz comprimé et les machines à évaporation 

 de liquides volatils. 11 importe donc de donner 

 d'abord quelques détails précis sur ces diverses 

 méthodes. 



§ 1. Mélanges réfrigérants 



Lorsqu'un sel se dissout dans un liquide sans 

 qu'il y ait action chimique, il se produit un 

 abaissement de température. Le corps dissous 

 prend au sein de la dissolution un volume beau- 

 coup plus grand qu'à l'état solide. Dans celte aug- 

 mentation de volume résultant du passage de 

 l'état solide à l'état de corps dissous, il y a néces- 

 sairement travail mécanique contre les forces 

 moléculaires de cohésion, et ce travail ne peut 

 s'effectuer qu'aux dépens de la chaleur même de la 

 dissolution. 



Si l'on veut obtenir un grand abaissement de 

 température, il faudra faire dissoudre la plus 

 grande quantité possible de sel, ce qui revient à 

 dire qu'il faut combiner les proportions du mé- 

 lange réfrigérant de façon qu'après dissolution 

 complète du sel, la solution soit saturée à la 

 température finale. Cette température finale, 

 dépendra naturellement de la température ini- 

 tiale des corps mélangés, de la température, 

 de la chaleur spécifique et de la masse du corps 

 à refroidir, du rayonnement de l'enceinte, etc. 

 Mais, sa limite inférieure esl le point de con- 

 gélation de la dissolution. Si la température 

 pouvait baisser à partir de ce point, une partie de 

 la dissolution se solidifierait nécessairement en 

 dégageant sa chaleur latente et relèverait ainsi 

 immédiatement la température du mélange vers le 

 point de congélation. Sauf dans le cas de surfusion, 

 la température de congélation du mélange est 

 donc une limite inférieure qu'il n'est pas possible 

 de dépasser. Le regretté L. Ser donne dans un 

 traité de physique industrielle un calcul approxi- 

 matif permettant de se faire une idée du faible ren- 

 dement des mélanges réfrigérants. Il suppose le 

 cas de 1 kilogr. d'azotate d'ammoniaque se dissol- 

 vant dans un kilogr. d'eau. Il est reconnu que, dans 

 les conditions habituelles, la température delà dis- 

 solution s'abaisse de 26 degrés centigrades. La 

 chaleur spécifique de l'azotate étant 0,40, celle de 



l'eau 1, la chaleur spécifique du mélange est 0,70, 

 et le nombre de calories absorbées pour un abais- 

 sement de température de 26 degrés est égal à 

 26 X 0,70 X 2, soit 36,4 calories. Si l'on voulait 

 alors retirer l'azotate en évaporant l'eau pour utili- 

 serla dissolution de ce sel dans une seconde opéra- 

 tion, il faudrait dépenser 600 calories environ; ce 

 nombre représentant la quantité de chaleur néces- 

 saire pour faire passer un kilogramme d'eau de 

 l'état liquide à l'état gazeux, le rendement serait 

 1^6^. soit de 6 % environ. 



§ 2. Machines frigorifiques 

 à fouctionnonient continu 



Les machines frigorifiques à fonctionnement 

 continu sont bien supérieures. On les a classées en 

 trois catégories : les machines à détente de gaz 

 comprimé, les machines à évaporation de liquides 

 volatils, et les machines à affinité. 



Machines à détente. — Dans les machines à dé- 

 lenle on commence généralement par comprimer 

 une certaine masse gazeuse (de l'air) en mainte- 

 nant autant que possible sa température constante. 

 A cet effet, les cylindres de compression sont dis- 

 posés dans un réfrigérant traversé par de l'eau 

 froide, ce qui réduit notablement le travail néces- 

 saire à la compression. 



On laisse ensuite cette masse d'air se détendre 

 en agissant sur un piston relié à l'arbre moteur du 

 compresseur. Une partie du travail dépensé lors 

 de la compression est donc rendu sous forme de 

 travail mécanique et tend à faciliter le jeu du 

 compresseur. 



L'air détendu et refroidi se rend ensuite au congéla- 

 teur ou /rt^O)-//ère,qu'il parcourt en se réchauffant au 

 contact des corps ii refroidir. Dans un grand nom- 

 bre de machines l'air qui possède encore au sortir 

 du frigorifère une température plus basse que l'air 

 anil)iant retourne directement au compresseur, de 

 sorte que le cycle se trouve fermé et que c'est la 

 même masse gazeuse, tour à tour comprimée et 

 détendue, qui sert à refroidir le congélateur. 



Les simplifications que l'on fait subir aux for- 

 mules dé la Thermodynamique dans le cas des gaz 

 parfaits permettent de se rendre aisément compte 

 de l'abaissement de température que l'on est en 

 droit d'obtenir avec de semblables machines. 



Soit un kilogramme d'air occupant le volume r,, 

 à la pression ;'(, et à la tempérai ure absolue Tp. 

 D'un coup de piston comprimons cette masse 

 gazeuse, et, pour simplifier, supposons que la cha- 

 leur résultant de la compression reste, pour le 

 moment, entièrement confinée au gaz. Après cette 

 opération, le kilogramme d'air se trouve occuper 



