Un glaçon absorbe 73 fois plus de chaleur que le verre

[cornychon]

Bonjour,

Dans un apéritif, il faut 73 morceaux de verre à -18°C, pour refroidir autant qu’un glaçon à -18°C

Les glaçons sont de même grosseur que les morceaux de verre.

Avec un glaçon
La capacité calorifique de la glace est de 2.1 joules par gramme
Un glaçon de 10 g,(environ 1 cm3) sort du congélateur
à -18°C.
Lorsqu’on le met dans une boisson à rafraichir, jusqu’à 0°C, le glaçon absorbe une chaleur de
2,1 x 10 x 18 = 378 Joules
Arrivé à 0°C, c’est la chaleur latente de fusion qui pompe de la chaleur.
La chaleur latente de fusion de la glace est de 330 Joules par gramme

Il faut 330 Joules pour faire passer 1 g de glace (solide) à l’état liquide
Pour faire fondre un glaçon de 10 g, il faut
330 x 10 = 3300 Joules.
Au total, pour faire fondre le glaçon, il faut lui fournir une chaleur de :
3300 + 378 = 3678 Joules

Avec un morceau de verre
De la grosseur du glaçon.
Le verre a en gros une densité trois fois plus importante que la glace (Eau à l’état solide)

Le verre a une capacité thermique de 0.72 Joule par gramme
Le verre a une densité 3 fois plus importante que l’eau.

En conséquence, pour un morceau de verre qui a le même volume que la glace, nous allons prendre une "contenance" thermique de 0.72 x 3 = 2.16 Joules.

Le morceau de verre va passer de -18°C à +5°C, soit une augmentation de température de 18 + 5 = 23°C
La chaleur totale fournie au morceau de verre est de
2.16 x 23 = 50 joules

Différence de refroidissement
3678 / 50 = 73

Dans un pastis, il faut 73 morceaux de verre à -18°C, pour refroidir autant qu’un glaçon à -18°C
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[SK69202]

Les morceaux de verre ne diluent pas le pastis et cela peut être important.

[cornychon]

SK69202

Les morceaux de verre ne diluent pas le pastis et cela peut être important.

Tu as raison, celui qui veux boire un pastis non troublé, ne peux pas utiliser des glaçons.

Une émulsion se forme spontanément lorsque de l’eau arrive dans le pastis :
L’alcool se dilue dans l’eau, la boisson se trouble et prend sa fameuse coloration laiteuse.

Pourquoi ?
Dans le pastis, il y a certes beaucoup d’alcool mais aussi une petite quantité d’anéthol, l’huile essentielle extraite de l’anis. Or, si l’alcool peut se mélanger à l’eau et à l’huile, en revanche, l’eau et l’huile, elles ne se mélangent pas, elles sont « non miscibles ».

Pour se séparer de l’eau, l’huile extraite de l’anis ne « démixe » pas comme une vinaigrette par exemple, mais elle se disperse en gouttelettes qui se forment spontanément et restent en suspension dans l’ensemble du mélange eau/alcool. On génère une émulsion, ce qui donne à la boisson son aspect laiteux

[cornychon]

Ce qui est bluffant, c’est que, 1 glaçons de 10 g qui passe de -18°C à +5°C absorbe autant de chaleur que 2,2 kg de verre qui passe de -18°C à +5°C

[A voir en vidéo sur Futura]

[SK69202]

Ce qui est bluffant,

Tellement qu'en zone tropicale, j'ai vu mettre des glaçons dans la bière locale.

Autre calcul, coller un mouchoir ou une serviette en papier avec la condensation sur la paroi du verre ralenti le réchauffement du contenu de combien ?

[cornychon]

SK69202

Autre calcul, coller un mouchoir ou une serviette en papier avec la condensation sur la paroi du verre ralenti le réchauffement du contenu de combien ?

Nous savons que la chaleur latente de vaporisation est égale à la chaleur latente de condensation. Elle est de 2746,4 kJ.kg
Admettons par hypothèse, que pendant 10 mn, le temps que le client fume sa clope, l’air vient de débarrasser par condensation, de 1 cm3 d’eau sur les parois du verre.

1 cm3 d’eau, soit 1 g, c’est 2700 J pompés à la boisson.
Nous avons vu qu’un glaçon de 1 cm3 prélève au total 378 J.

Pour compenser les pertes dues à la condensation, il faut ajouter dans la boisson, 2700 / 378 = 7 glaçons

Pendant 10 mn, nous admettons que le verre n’est pas en plein soleil.
Les échanges avec l’air représentent probablement l’équivalent de 2 glaçons. Soit au total 9 glaçons pour maintenir à la température initiale.

Avec un gros mouchoir, on évite la condensation et on diminue les échanges avec l’air.

Placer un gros mouchoir autour du verre, est une bonne solution pour garder la boisson bien fraiche.

[titijoy3]

et si l'eau est feurugineuuuse, ça change quelque chose ?

plus sérieusement, merci pour le calcul et la comparaison poids de glaçon/poids de verre pour la chaleur massique !

[SK69202]

nous admettons que le verre n’est pas en plein soleil.

Pas besoin, il fait 38°C et 88%HR (une dépression tropicale se forme au nord).

Plus terre à terre:
Dans mon congélo, j'ai 8.1 kg d'eau congelés à -22°C, c'est en cas de blackout pour augmenter la durée de remontée de la température et la garder négative le plus longtemps possible (sert aussi au secours aussi du frigo, mais là la fonte de la glace aide). Ça marche (je m'en sers pour le transport de congelés en glacière), mais j'aimerai savoir s'il y a une astuce simple pour augmenter la chaleur massique de la glace ou s'il a un produit qui ferait mieux (pour la partie en T° négative) ?

[cornychon]

SK69202

j'aimerai savoir s'il y a une astuce simple pour augmenter la chaleur massique de la glace ou s'il a un produit qui ferait mieux (pour la partie en T° négative) ?

Ma réponse est courte, c’est NON !

[cornychon]

SK69202

Dans mon congélo, j'ai 8.1 kg d'eau congelés à -22°C, c'est en cas de blackout pour augmenter la durée de remontée de la température et la garder négative le plus longtemps possible

Effectivement, la masse thermique est un excellent moyen d’augmenter l’efficacité thermique d’un congélateur.

La masse thermique

-Evite un réchauffement rapide en cas de coupures de courant

-Evite les fluctuations importantes des températures.

-Permet un refroidissement rapide, et à cœur, des aliments que l’on congèle. C’est se rapprocher de la surgélation.

Pour augmenter la masse thermique, Un moyen simple, pratique.
Mettre un litre d’eau dans des bouteilles de coca cola de 1.25 l.

S’organiser pour qu’au total, le congélateur soit rempli aux trois quarts de son volume

Les bouteilles de coca sont extrêmement solides.
Vous remplissez une bouteille avec de l’eau.
Vous pouvez la jeter de toute vos forces contre un sol ou un mur lisse. La bouteille n’éclate pas.

Pour les randonnées pédestres, c’est un très bon moyen pour transporter de l’eau ou autres boissons

[KATDEN]

Salut à tous,

mais j'aimerai savoir s'il y a une astuce simple pour augmenter la chaleur massique de la glace ou s'il a un produit qui ferait mieux (pour la partie en T° négative) ?

dans le transport on utilise des sachets ou plaques de gel eutectique , aucune idée si c'est réellement plus efficace que l'eau.

[trebor]

SK69202



Effectivement, la masse thermique est un excellent moyen d’augmenter l’efficacité thermique d’un congélateur.

La masse thermique

-Evite un réchauffement rapide en cas de coupures de courant

-Evite les fluctuations importantes des températures.

-Permet un refroidissement rapide, et à cœur, des aliments que l’on congèle. C’est se rapprocher de la surgélation.

Pour augmenter la masse thermique, Un moyen simple, pratique.
Mettre un litre d’eau dans des bouteilles de coca cola de 1.25 l.

S’organiser pour qu’au total, le congélateur soit rempli aux trois quarts de son volume

Les bouteilles de coca sont extrêmement solides.
Vous remplissez une bouteille avec de l’eau.
Vous pouvez la jeter de toute vos forces contre un sol ou un mur lisse. La bouteille n’éclate pas.

Pour les randonnées pédestres, c’est un très bon moyen pour transporter de l’eau ou autres boissons

Le problème étant qu'un congélateur vide (consommation minimum par 24 h) ou à moitié plein consomme moins qu'un congélateur rempli à 100%.
Évidemment personne n'utilise un congélateur vide, sauf avec la fiche secteur débranchée
Car il est moins énergivore (KWh) de maintenir de l'air que des aliments à basse température.
Cornychon peut probablement en calculer la différence ?
J'apprécie toujours ces exemples pour nous convaincre.

[SK69202]

Pour augmenter la masse thermique, Un moyen simple, pratique.
Mettre un litre d’eau dans des bouteilles de coca cola de 1.25 l.

Elle est ronde, d'où une perte de volume. J'utilise des bouteilles carrées de volvic (pas JW bu sans glace ) rempli de 1350g d'eau.

S’organiser pour qu’au total, le congélateur soit rempli aux trois quarts de son volume

Digression économique, la charge passive du congélateur est là pour préserver la charge active et onéreuse, le rapport doit donc être inversé.

La consommation du congélateur dépend de la marque, de son rapport surface volume, de delta T du local et du nombre d'ouvertures, le mien (un gros armoire 360l) c'est +/-400kWh/an pour plus de 40°K de delta T°.

dans le transport on utilise des sachets ou plaques de gel eutectique , aucune idée si c'est réellement plus efficace que l'eau

Non, mais moins contraignant que l'eau gelée puis liquide.

[cornychon]

trebor

Le problème étant qu'un congélateur vide (consommation minimum par 24 h) ou à moitié plein consomme moins qu'un congélateur rempli à 100%.

Ah Bon !

Car il est moins énergivore (KWh) de maintenir de l'air que des aliments à basse température.

Ah Bon !

Cornychon peut probablement en calculer la différence ?

Pour moi, un congélateur est une grande boite avec couvercle.

Cette boite comporte des parois réalisées avec des isolants thermiques.

A l’intérieur de la boite, des surfaces d’échanges très froides, sont destinée à évacuer la chaleur qui se trouve dans la boite.

Une régulation, se charge de réguler la température intérieure à -18°C.

Si la boite est vide, il faut évacuer la chaleur qui rentre en permanence dans la boite.
Pour -18°C int et +20°C ext, le ∆T air est de 38°C

Prenons une résistance thermique globale int ext de 0.5°C/W
Il faut évacuer une chaleur de 38 / 0.5 = 76 W
Une PAC fait le Job

Que le congélateur soit vide ou plein, lorsque tout l’intérieur est à -18°C, la seule chaleur qui rentre est celle qui passe par les parois.

En revanche, si je mets une dinde dans le congélateur, la PAC va se débrouiller, pour évacuer le plus rapidement possible, toute la chaleur apportée par la dinde.

[trebor]

trebor

Ah Bon !


Pour moi, un congélateur est une grande boite avec couvercle.

Cette boite comporte des parois réalisées avec des isolants thermiques.

A l’intérieur de la boite, des surfaces d’échanges très froides, sont destinée à évacuer la chaleur qui se trouve dans la boite.

Une régulation, se charge de réguler la température intérieure à -18°C.

Si la boite est vide, il faut évacuer la chaleur qui rentre en permanence dans la boite.
Pour -18°C int et +20°C ext, le ∆T air est de 38°C

Prenons une résistance thermique globale int ext de 0.5°C/W
Il faut évacuer une chaleur de 38 / 0.5 = 76 W
Une PAC fait le Job

Que le congélateur soit vide ou plein, lorsque tout l’intérieur est à -18°C, la seule chaleur qui rentre est celle qui passe par les parois.

En revanche, si je mets une dinde dans le congélateur, la PAC va se débrouiller, pour évacuer le plus rapidement possible, toute la chaleur apportée par la dinde.

Donc que le congélateur soit rempli de produit congelé à -18°C ou vide, la consommation électrique va être identique ?
Est-ce idem pour un frigo ?
Lorsqu'ils sont vides, c'est l'ouverture de la porte qui réchauffera plus rapidement l'air intérieur, lorsqu'ils sont pleins le volume d'air est réduit ainsi que la perte de froid, une consommation qui sera moindre.
Pour mon avis, maintenir à -18°C une masse d'aliments +/- importante provoque une consommation d'énergie également +/- importante afin de maintenir la température constante.
Cela avait été discuté lors d'une ancienne discussion ici sur le forum, mais je ne me souviens plus du sujet.

[SK69202]

Un congélateur ou un frigo qui n'a pas été ouvert ou chargé depuis "un certain temps" est en équilibre thermique, le compresseur ne compense que les pertes.
La charge n'y est pour rien, c'est les fuites thermiques par l'enveloppe qui commandent.
Peu chargé, le compresseur doit déclencher "souvent" en cycle brefs, la capacité thermique présente étant faible, très chargé c'est l'inverse le compresseur déclenche moins souvent et en cycle long.

Si on l'ouvre et surtout si on le charge, l'équilibre est rompu, le compresseur doit évacuer la chaleur qui a été apportée par l'air ou la charge mise (elle est rarement plus froide que l'enceinte), d'où l’intérêt de décongeler au frigo, ça soulage le compresseur de ce dernier .

ouverture très brève de la porte d'un réfrigérateur, on peut rouvrir la porte immédiatement après l'avoir refermé, ouverture longue, c'est quasi impossible pendant "un certain temps" (dépend de la taille de la porte), l'air de la pièce qui est rentré se refroidit et se contracte, la porte subie la différence de pression atmosphère, intérieur puis les fuites rétablissent l'équilibre de pression.

[cornychon]

OK avec SK69202 ci-dessus

trebor

Pour mon avis, maintenir à -18°C une masse d'aliments +/- importante provoque une consommation d'énergie également +/- importante afin de maintenir la température constante.

Exemple :
Prenons le cas d’une maison. Pour éviter de bordéliser, par hypothèse d’école, nous sommes à l’équilibre thermique.
Nous dissipons 3000 W pour une température intérieure de 20°C et une température extérieure de 0°C.

Je rajoute dans la maison, 10 sacs de ciment de 50 kg, soit 500 kg de ciment.
Il va falloir chauffer plus, pour atteindre l’équilibre thermique
(Maison, plus 500 kg de ciment)
Arrivé à l’équilibre thermique (maison plus ciment) pour +20°C int et 0°C ext, la dissipation reviendra à 3000 W.
Arrivé à l’équilibre thermique, la consommation d’énergie n’est pas liée à la masse de la maison, elle est liée à la résistance thermique globale int ext

Voir ce lien
Théorie générale du transfert de chaleur
http://www.bilan-thermique-28.fr/theorie_generale.html
La masse thermique de la maison n’est pas prise en compte.

[cornychon]

SUITE:

En ouvrant la porte du congélateur,
Admettons que l’on remplace dans le congelateur, 1 m3 d’air à -20°C par 1 m3 d’air chaud à +20°C.
L’air va prélever dans le congélateur 0.1 x 1000 x 40 = 4000 Joules

S’il y a juste 1 kg de viande dans le congélateur, la viande va perdre 4000 / 2750 = 1.4°C
Si elle est à -20°C, elle va passer à -20 - 1.4 = - 18.6 °C
Rien de grave !!

De cornychon:

Un petit rappel sur les conversions :
La chaleur massique de 1 dm3 d’air est de 1004 / 1000 = 0.1 J/dm3.°C
La chaleur massique de 1 dm3 de viande est de 2750 J / dm3.°C

Pour faire monter de 1°C, 1 litre de viande (1kg), il faut que 27500 litres d’air perdent 1°C en venant caresser la viande.

[titijoy3]

Le problème étant qu'un congélateur vide (consommation minimum par 24 h) ou à moitié plein consomme moins qu'un congélateur rempli à 100%.
Évidemment personne n'utilise un congélateur vide, sauf avec la fiche secteur débranchée
Car il est moins énergivore (KWh) de maintenir de l'air que des aliments à basse température.
Cornychon peut probablement en calculer la différence ?
J'apprécie toujours ces exemples pour nous convaincre.

c'est à la fois vrai et faux,

bien sur si le congélateur est vide (plein d'air, de chaleur massique limitée) il consommera moins pour se mettre en régime stabilisé que s'il est plein (d'eau par exemple), mais une fois le régime stabilisé établi le vide consomme autant que le plein

la seule différence sera le rapport cyclique de régulation du à la capacité massique du contenu

déjà dit par SK et cornichon que je salue

[trebor]

c'est à la fois vrai et faux,

bien sur si le congélateur est vide (plein d'air, de chaleur massique limitée) il consommera moins pour se mettre en régime stabilisé que s'il est plein (d'eau par exemple), mais une fois le régime stabilisé établi le vide consomme autant que le plein

la seule différence sera le rapport cyclique de régulation du à la capacité massique du contenu

déjà dit par SK et cornichon que je salue

C'est la capacité thermique massique de l'air (1005 J K−1 kg−1) et de l'eau 4 fois plus importante et 2 fois plus importante pour la glace qui m'a fait croire à cette différence de consommation.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Capaci...mique_massique
L'air se refroidi ou se réchauffe 4 fois plus rapidement que l'eau.

[sh42]

Bonsoir,

L'air se refroidi ou se réchauffe 4 fois plus rapidement que l'eau.

Pourquoi ne s'en sert-on pas de l'eau comme isolation thermique ?

[agitateur]

Parce que la denrée eau est moins gratuite que l'air, surtout si on veut garder une enveloppe étanche. Et que la masse apportée dans l'édifice change grandement.
Donc l'air reste le meilleur isolant pratico pratique à vraiment pas cher ( gratuit sans dépense associée ) , et l'absence de capacité massique a aussi son avantage. La capacité massique est une chose, l'isolation est un autre critère.

[cornychon]

L'air se refroidi ou se réchauffe 4 fois plus rapidement que l'eau.

L'air se manipule en m3, et l'eau au litre.

La chaleur massique de 1 dm3 d’air est de 1004 / 1000 = 0.1 J/dm3.°C
La chaleur massique de 1 dm3 d'eau est de 2750 J / dm3.°C


Pour faire monter de 1°C, 1 litre d'eau, il faut prendre l'énergie d'un volume de 27500 litres d’air qui perd 1°C.

1 litre d'air refroidi 27500 fois moins qu'un litre d'eau

[cornychon]

SUITE:
Dans la pratique, on utilise des volumes d’air et des volumes d’eau.

Comment faire pour utiliser des kg d’air, sans prendre le volume qui va avec ????

[cornychon]

L'air se manipule en m3, et l'eau au litre.

La chaleur massique de 1 dm3 d’air est de 1004 / 1000 = 0.1 J/dm3.°C
La chaleur massique de 1 dm3 d'eau est de 2750 J / dm3.°C


Pour faire monter de 1°C, 1 litre d'eau, il faut prendre l'énergie d'un volume de 27500 litres d’air qui perd 1°C.

1 litre d'air refroidi 27500 fois moins qu'un litre d'eau

Il y a une erreur de calcul. Je sais depuis longtemps que c'est aux environs de 4000 fois, j'aurais dû m’en apercevoir.


J’utilise toujours une approche différente, avec des unités différentes.

Transport de chaleur par l’air
1 m3 d’air à 20°C a une masse de 1.2 kg
La chaleur spécifique massique de l’air est de 0.24 kcal/kg/°C
Par m3 d’air, c’est 0.24 x 1.2 = 0.288 kcal/m3*°C = 0.334 Wh/m3.°C

Transport de chaleur par l’eau
Chaleur spécifique massique de l’eau
Il faut 1 kcal pour élever un kg d’eau de 1°C
Il faut 4.18 kJ pour élever un kg d’eau de 1°C.
1 kJ = 0.277 Wh
4.18 kJ x 0.277 Wh = 1.16 Wh (pour élever de 1°C, 1 kg d’eau
Par m3 d’eau, c’est 1.16 x 1000 = 1160 Wh / m3.°C

Il faut 1160 / 0.334 = 3473 m3 d’air pour refroidir autant que 1 m3 d’eau

1 m3 d’air, refroidi 3473 fois moins qu’un m3 d’eau

[grosboul]

Bonjour.
Le titre "Un glaçon absorbe 73 fois plus de chaleur que le verre" est étrange.
Si on retient les valeurs données ici, et il n'y a aucune raison de faire différemment, la capacité thermique massique de la glace est 3 fois plus importante que celle du verre. Par contre, et en retenant toujours la même source, la masse volumique de l'eau est 3 fois plus faible que celle du verre. Pour un volume équivalent, l'un compense l'autre, et les deux cubes sont équivalents quant à la quantité d'énergie thermique préalablement contenue, puis restituée dans un verre.

Mais c'est là que ça coince : si c'est équivalent, ce n'est pas 73 fois plus !

[gts2]

Bonjour,

Il y a deux problèmes :
- comparaison à volume donné, mais cela est pris en compte dans le message initial (avec une erreur d'un facteur 10 pour le verre me semble-t-il : le cube de verre fera 30 g et pas 3), en gros équivalent
- et la différence essentielle est que le glaçon fond pas le verre.

[grosboul]

- comparaison à volume donné, mais cela est pris en compte dans le message initial

La condition des volumes identiques va de soi, et est en plus précisée préalablement:

Les glaçons sont de même grosseur que les morceaux de verre.

(avec une erreur d'un facteur 10 pour le verre me semble-t-il : le cube de verre fera 30 g et pas 3), en gros équivalent

Je n'y comprends que pouic, ...C'est à quel post ?

- et la différence essentielle est que le glaçon fond pas le verre.

Différence essentielle ? Vraiment ? Dans quel rapport de proportion ? De 1 pour 73 ?
En bref, y a t'il une erreur énorme dans le (les) raisonnements (s) de ce fil, ou bien ce titre est un effet d'annonce qui voudrait surprendre la trivialité risible du lecteur ?

[gts2]

"(avec une erreur d'un facteur 10 pour le verre"
Je n'y comprend que pouic, ...C'est à quel post ?

juste avant "(avec ..." il y a "dans le message initial" ...

Différence essentielle ? Vraiment ? Dans quel rapport de proportion ? De 1 pour 73 ?

On ne prend que le glaçon pour aller vite : terme thermique 378, terme fusion 3300, soit un rapport en gros 9, assez loin des 73 à cause de l'erreur de 10 sur la masse de verre.

En bref, y a t'il une erreur énorme dans le (les) raisonnements (s) de ce fil

Il n'y a pas d'erreur de raisonnement, mais une erreur de calcul d'un facteur 10.

[grosboul]

Merci gts2 pour cette mise au point, qui remet le calcul à sa dimension. Le titre faisait entendre une énergie liée à la fusion énorme, il mérite d'être revu en conséquence.