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



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le volume ^'| sous la pression /;, à la température 

 absolue T,. 



Les lois de Mariotte et de Gay-Lussac, qui re- 

 lient le volume, la pression et la température des 

 gaz parfaits, nous donnent, pour l'état initial et 

 l'état final, les deux expressions : 



/'iji'o = Rl'n, 

 p,ti, = RT,, 



(1) 

 (2) 



R étant une constante qui dépend de la nature du 

 gaz et des unités employées. 



D'autre part, comme nous avons supposé la 

 compression s'effectuant sans perte ni gain de 

 chaleur de l'extérieur, nous avons une transforma- 

 tion adiabatique et la Thermodynamique des gaz 

 donne, dans ce cas, l'expression : 



K K 



p I 11 1 = Pi, v„ := constante 



(3) 



K étant le rapport des deux chaleurs spécifiques à 

 pression et à volume constants. Les expressions (i), 

 (2) et (3) donnent en définitive : 



K— 1 



relation qui permet de calculer les températures 

 correspondant aux diverses pressions dans la trans- 

 formation adiabatique. Bien que la transformation 

 adiabatique ne soit jamais rigoureusement réalisée 

 dans la pratique, on peut néanmoins la considérer 

 comme une première approximation dans bien 

 des cas. 



Si l'on applique ces formules, on trouve qu'en 

 comprimant de 1 à 3 atmosphères de l'air pris à la 

 température de -|- 17 degrés, il s'échauffe jusqu'à 

 -\- 128 degrés. 



Si maintenant, au moyen d'un réfrigérant quel- 

 conque, on refroidit cet air comprimé jusqu'à ce 

 que sa température atteigne de nouveau 17 degrés, 

 le volume restant constant, la pression tombe à 

 2,17 atmosphères. En laissant alors cet air se dé- 

 tendre adiabaliquement de 2,17 à 1 atmosphère, 

 sa température descend à — 42,3 degrés, ut nous 

 obtenons un abaissement total de 4-2,3 -(- 17, soit 

 59,3 degrés. (Ser, Physique industrielle.) 



Voyons maintenant le nombre de kilogram- 

 mètres que nécessite théoriquement la production 

 d'une /ri(/orie, soit le travail qu'il faut dépenser 

 pour soutirer une calorie au congélateur et la faire 

 passer dans le réfrigérant du compresseur. 



Le coefficient économique du cycle d'une ma- 

 chine thermique ordinaire est, comme on sait, 

 le rapport de la quantité de chaleur convertie 

 en travail à la quantité de chaleur empruntée à la 

 source chaude. En désignant par Q la quantité de 

 chaleur empruntée à la source chaude, par Q' 

 la quantité cédée à la source froide, le coeiïicient 



REVDE OÉNÉRALE DES SUI£NCES, 1892. 



O — Q' 

 économique est donc " — , et l'on sait que Car- 



not a démontré que ce rapport est précisément 



égal à 



T' 



T 



, T et T' représentant les tempéra- 



tures absolues des deux sources. Le travail (T, pro- 

 duit par une machine thermique fonctionnant sui- 

 vant un cycle deCarnot peut donc s'exprimerpar 



rri rpl m rpl 



la relation bien connue Ç5=:EQ 



^EQ' 



T "" T'. ' 



où E représente l'équivalent mécanique de la cha- 

 leur. 



Si le même cycle est parcouru en sens inverse, le 

 travail et les quantités de chaleur changent de 

 signe (voir Poincaré, Thermodynam.). C'est le cas 

 des machines frigorifiques. Il faudra donc fournir 

 à la machine une certaine quantité de travail. En 

 outre, le corps qui sert aux transformations et qui 

 est en général de l'air, empruntera une quantité de 

 chaleur Q' à la source froide (Irigorifùrej et cédera 

 une quantité de chaleur Q à la source chaude (ré- 

 frigérant du compresseur). 



Les formules sont donc les mêmes au signe prés, 

 et la quantité de travail que nécessite la production 



T— T' 



deQ'frigories aurapourexpressiong=EQ' — — — . 



Si l'on veut réduire ce travail, il faudra en con- 

 séquence abaisser la température T du compres- 

 seur et opéreravec une détente réduite, ne produi- 

 sant pas une chute de température trop considé- 

 rable dans le frigorifére. Dans la pratique on limite 

 généralement la détente à o atmosphères. D'autre 

 part, en réduisant trop l'étendue de la détente on 

 se trouverait conduit à construire des machines 

 de grandes dimensions , encombrantes et coû- 

 teuses. 



En appliquant la formule précédente, on verrait 

 que le travail théoriquement nécessaire pour pro- 

 duire une frigorie, est égal à 65 kilogrammètres 

 lorsque la température du compresseur est de 

 -j- 30 degrés, celle du frigorifére de — 10 degrés. 

 En pratique, ce nombre est toujours largement 

 dépassé et l'on compte dans les conditions ordi- 

 naires environ 270 kilogrammètres par frigorie. 



Machines à évaporation. — Dans les machines à 

 évaporation le frigorifére est constitué par un vase 

 clos l'enfermant le liquide volatil. Au moyen d'une 

 pompe, on produit l'évaporation rapide du liquide, 

 et la chaleur latente de vaporisation est empruntée 

 au liquide même, dont la température s'abaisse 

 d'autant plus rapidement que l'aspiration est plus 

 énergique. Les vapeurs aspirées sont refoulées et 

 liquéfiées dans un second récipient dit « conden- 

 seur ti, entouré d'un réfrigérant à eau courante. 

 Cette, eau emporte à la fois la chaleur de compres- 



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