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Qu'est-ce que la thermodynamique? Le concept de thermodynamique vient de la relation entre la chaleur, la température et d'autres formes d'énergie. Bien que les principes fondamentaux de la thermodynamique puissent être une science complexe, commencont par la base de la physique; la chaleur et la température,
Chaleur
La chaleur est une source d'énergie qui est conduite entre les substances en raison d'une différence de température entre elles. Notez que la chaleur est une forme d'énergie qui ne peut être ni créée ni détruite, mais peut être conduite d'un endroit à un autre ou transformée d'une forme à une autre.
Température
La température est une énergie thermique exprimée par le chaud et le froid. Il est présent lorsqu'un corps est en contact avec un autre corps. Il en résulte de la quantité de chaleur transférée d'une substance à une autre.
Principes Fondamentaux de la Thermodynamique
Comment la chaleur et la température font-elles partie de l'équation? Eh fait, la thermodynamique peut être comprise comme une partie de la physique qui est décrite par le flux de chaleur, principalement causé par les différences de température entre deux corps proches l'un de l'autre. Lorsque ce phénomène se produit, la chaleur circule d'un objet plus chaud vers un objet plus froid, ce qui est un concept appelé énergie thermique ou transfert de chaleur. Il est à noter que trois types d'échange différents peuvent se produire lors du transfert de chaleur: la conduction, la convection et la radiation. Bien que tous puissent avoir un grand impact dans l'application de la chaîne du froid, nous allons aborder d'avantage sur le sur le processus de conduction et de convection.
La conduction également connue sous le nom de conductivité thermique est le transfert de chaleur à travers un matériau solide. Lorsque deux corps sont en contact direct, ceux-ci peuvent affecter la surface de température sur laquelle il est touché. La conductivité thermique aide à évacuer rapidement la chaleur et à l'échanger avec la température qui se trouve aux alentours.
Dans le cas de la convection, également connue sous le nom de transfert de chaleur, se produit lorsqu'un air plus chaud ou des particules s'élèvent, alors que de l'air plus froid ou des particules se déposent. C'est le transfert de chaleur d'un fluide ou d'une molécule transmis ou absorbé à un autre objet. Lorsque la chaleur est transférée, elle permet à d'autres molécules de suivre et de se mettre en place. Plus les molécules se déplacent rapidement, plus la quantité de chaleur transférée est importante. Lorsque la chaleur est échangée par énergie thermique ou transfert de chaleur, d'une masse à une autre, on appelle cela un système de travail. Si ledit système est utilisé correctement, il peut créer un équilibre. L'équilibre thermodynamique est un concept de relation entre plusieurs conditions ou états de système thermodynamique stables dans lesquels il n'y a pas de possibilité de changement de température dans l'environnement. Un état d'équilibre thermique subsiste lorsque la perte de chaleur d'un système équivaut au gain de chaleur.
La Thermodynamique dans la chaîne du froid
La thermodynamique est une science utilisée dans l'industrie de la chaîne du froid, car l'efficacité peut être améliorée en augmentant la surface à chauffer ou à refroidir. Les systèmes de température sont largement utilisés dans les environnements, tels que les réfrigérateurs et les entrepôts frigorifiques. Lors de l'utilisation de la thermodynamique pour concevoir un système de chaîne du froid, la chaleur peut être évacuée d'un espace ou d'une source à basse température et rejetée vers un espace à haute température à l'aide d'autres facteurs internes ou externes, tels que des réfrigérants ou des convections d'air. Au cours de ce cycle, où la chaleur devient un travail autonome, il fonctionne en faisant la transition de deux états d'énergie différents en forçant des molécules à se déplacer sur une surface.
La chaleur latente est un excellent exemple pour illustrer comment l'énergie est libérée ou absorbée lors des changements de phase, c'est un aspect clé dans l'optimisation d'un système thermodynamique utilisé dans la chaîne du froid. La chaleur latente est le processus de transfert de chaleur qui se produit pendant une phase de température stable. C'est une énergie qui est libérée lors d'un changement physique sans affecter sa température. Par exemple, un réfrigérant est un matériau souvent utilisé lors d'un système de conditionnement de la chaîne du froid qui passera d'un état solide (congelé) à un état liquide (fondu), tout en restant à la même température. Cette condition est également connue sous le nom de fusion thermique, qui est généralement exprimée par la quantité de chaleur ou de masse unitaire affecté par le changement de phase. Il s'agit d'un processus efficace pour maintenir des températures spécifiques à l'intérieur des systèmes d'emballage pour la chaîne du froid pendant de plus longues périodes.
Système d'emballage pour la chaîne du froid
Énergie Thermique / Transfert de chaleur
Gardez à l'esprit que pour un système d'emballage pour la chaîne du froid, l'énergie produite par la réfrigération peut facilement être affectée par la différence entre la température ambiante, la température de l'installation d'entreposage et pendant le transport. Il est également important de prendre en considération tous les composants d'un système. Par exemple, un réfrigérateur possède trois composants différents, l'intérieur, l'extérieur et la prise d'alimentation, qui est un élément qui peut créer de la chaleur.
Les concepts de thermodynamique sont importants lors de la conception et de la qualification d'un système pour la chaîne du froid. Le flux de chaleur entre chaque composant doit être pris en considération et interprété pour maximiser l'efficacité d'un système. C'est pourquoi la conception d'un emballage thermique utilisant les connaissances en thermodynamique est essentiel pour augmenter sa performance et sa fiabilité.