Modélisation du phénomène de la transpiration

[invite17648761]

Bonjour,

Dans le cadre d'une étude de niveau BAC+4, je m'intéresse au phénomène de la transpiration.

Pour le moment, je suis capable de modéliser le transfert de matière (eau) qui s'effectue soit en diffusion soit en transfert convectif.

Voilà où je pêche: le lien entre le transfert de matière et le transfert thermique.
La transpiration d'un sportif s'évapore, et cette eau utilise de l'énergie du milieu environnant pour s'évaporer. C'est le même phénomène qui se produit sur la plage en sortant de l'eau.

Mais quelle est la part de l'énergie qui rafraichit vraiment notre coureur ? J'ai pensé à dire que c'est l'enthalpie de vaporisation, mais ça me parait bien trop énorme.

Merci d'avance pour vos lumières
-----

[LPFR]

Bonjour.
L'eau utilise la chaleur de l'environnement pour s'évaporer, mais aussi, en premier lieu, celle de la peau du coureur.
En situation de effort, quand il faut refroidir la bête, il y a, en même temps que la transpiration, une vasodilatation périphérique qui facilité le réchauffement de la peau et avec lui, le réchauffement de la transpiration.
L'eau qui s'évapore, commence par "prendre la chaleur" sur elle même, et la transpiration se refroidit en dessous de la température de peau. Pour que ce refroidissement soit possible, il faut que le degré d'humidité relative soit inférieur à 100 %. Cela permet de survivre à des températures supérieures à 37°C. Par contre, au delà de 37 °C et humidité à 100 %, on ne tient pas longtemps.
Quand le refroidissement pas convection ne suffit pas, la transpiration vient aider en enlevant de la chaleur à la peau et en abaissant sa température par l'abaissement de celle de l'eau sur la peau.
Au revoir.

[invite17648761]

Bonjour,

Merci pour cette contribution.

-Je ne savais pas que la peau d'un sportif devenait plus chaude pour commencer à réchauffer la transpiration, bon à savoir.
-L'air humide ne doit pas être saturé, c'est un pré-requis pour tout transfert de matière, c'est certain.

Maintenant, le cœur de mon problème: la transpiration permet d'abaisser la température de la peau en prenant de l'énergie à celle-ci, ok. Mais comment faire pour estimer cette énergie en Joules ?

En d'autres termes, est-ce que l'évaporation de 1L de transpiration prélève 2257 kJ à la peau d'un individu ? Ce nombre 2257kJ/kg est l'enthalpie de vaporisation Δh^(vap) de l'eau.

[invite2313209787891133]

Bonjour

La proportion apportée par le corps dépendra de la température ambiante, de la surface de la peau et de l'hygrométrie. Cette part peut atteindre 100%.

Ce nombre 2257kJ/kg est l'enthalpie de vaporisation Δh(vap) de l'eau.

Attention, l'enthalpie de vaporisation dépend de la température.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite17648761]

L'énergie prise à la peau serait plutôt de 2443 kJ/kg de transpiration, à une température de 25°C.

J'ai trouvé ceci qui donne un chiffre de 580Kcal soit 2428 kJ.

Je pense qu'il faut tout de même nuancer la chose.
- Sur la plage, le soleil nous rayonne dessus, et a tendance à chauffer la peau et la transpiration. Une grande partie de l'énergie qui vaporise l'eau doit provenir du soleil et non du coureur.
- Quand on transpire à grosses gouttes, la sueur ne s'évapore pas et ne sert à rien.

Autre calcul sympa:
En assimilant la capacité calorifique du corps humain (chair, os) à celle de l'eau, et pour un sportif de 80kg, de combien de °C peut faire baisser la transpiration d'1L de sueur ?
=> Ce serait dans les 7°C

Bref, je suis quand même à la recherche de documents intéressants ou de précisions sur le sujet.

[invite17648761]

Je n'ai pas lu ce message avant d'envoyer mon dernier post.
Nous sommes d'accord: le Δh(vap) de l'eau change (un peu) selon la température.

La proportion apportée par le corps dépendra de la température ambiante, de la surface de la peau et de l'hygrométrie. Cette part peut atteindre 100%.

C'est déjà bien de savoir combien de kJ au grand max. peuvent être prélevées sur le corps humain. Mais pour affiner le calcul en fonction des paramètres (peu, humidité, température), des idées ?

En vérité, ce que j'ai derrière la tête, c'est de savoir si un système de climatisation pour bâtiments écologique peut être imaginé en utilisant ce principe. L'astuce d'étendre un linge humide devant une fenêtre est d'ailleurs connue, mais connaitre l'énergie prélevée à la pièce est encore une autre paire de manches.

[invite2313209787891133]

La chaleur latente est d'environ 2410 kJ/kg/°C à 37°C, 2460 à 20°C.

- Sur la plage, le soleil nous rayonne dessus, et a tendance à chauffer la peau et la transpiration. Une grande partie de l'énergie qui vaporise l'eau doit provenir du soleil et non du coureur.

C'est plus subtil que ça : Si il n'y avait pas de sueur les rayons du soleil chaufferaient directement la peau et participeraient à son échauffement. On peut donc considérer que la chaleur de la peau participe totalement à l'évaporation de la sueur, et que cette évaporation tend à diminuer les effets des rayons solaires.

- Quand on transpire à grosses gouttes, la sueur ne s'évapore pas et ne sert à rien.

Si la sueur ne reste pas sur le corps elle sera inefficace en effet.

Attention tout de même, la sueur n'est que l'un des mécanisme qui tend à réguler la température du corps; elle n'est pas la seule à dissiper de l'énergie.

[invite2313209787891133]

Nous sommes d'accord: le Δh(vap) de l'eau change (un peu) selon la température.

"Un peu" est une notion subjective, cette enthalpie peut tomber à 0 si on monte assez haut en température.

En vérité, ce que j'ai derrière la tête, c'est de savoir si un système de climatisation pour bâtiments écologique peut être imaginé en utilisant ce principe. L'astuce d'étendre un linge humide devant une fenêtre est d'ailleurs connue, mais connaitre l'énergie prélevée à la pièce est encore une autre paire de manches.

Dans ce cas il faut commencer par penser un système pour faire un bilan thermique.

[Sylvaine20]

[QUOTE=invite2313209787891133;3 382856]La chaleur latente est d'environ 2410 kJ/kg/°C à 37°C, 2460 à 20°C.


Si la sueur ne reste pas sur le corps elle sera inefficace en effet.

Donc la théorie de l'évaportation de la sueur qui refroidit le corps serait fausse.

[Sylvaine20]

Rien de tel que d'être sur une plage ensoleillé par temps chaud et sec pour transpirer à grosse goutte et cela ne s'évapore pas au ferez à mesure.

Au contraire je continue à transpirer de plus bel.

[f6bes]

Bjr Syvaine20,
Heu, il serait que tu regardes les dates des discussions AVANT de répondre !!
dans celle çi tu as...5 ans de retard !
Dans une autre...12 ans de retard.:

[Bluedeep]

Si la sueur ne reste pas sur le corps elle sera inefficace en effet.

Donc la théorie de l'évaportation de la sueur qui refroidit le corps serait fausse.

Vous vous spécialisez en déterrage et en plus vous avez un sérieux problème de logique; combien de temps avant que vous finissiez par lasser la modération ?