Temps pour refroidir liquide dans un freezer

[inviteee5ff05c]

Bonjour,

pour un projet d'école, je souhaiterais calculer, ou du moins approcher la durée que met un liquide (soda dans une bouteille en verre ou une canette de métal par exemple) à atteindre une certaine température lorsqu'il est mis dans un freezer.

J'ai les valeurs suivantes :

• Tinit = 293,15 K,
• Tvoulue = 277,15 K,
• Tfreezer = 255,15 K,
• Vbouteille = 250 mL,
• Vcanette = 330 mL,
• Capacité thermique du verre = 272 J/kg/K
• Capacité thermique de l'alu = 904 J/kg/K

J'ai un peu potassé la thermodynamique pour l'occasion mais j'avoue que je suis un peu perdu. J'imagine qu'il y a 2 systèmes : le liquide dans son contenant et le contenant dans le freezer. Par ailleurs, j'imagine que le fait qu'une partie du contenant soit en contact avec la paroi glacée du freezer alors que le reste n'est en contact qu'avec l'air joue pas mal dans l'équation. Pour simplifier, on pourra faire comme si tout le contenant était en contact avec l'air uniquement.

Pourriez-vous m'aider ?

Merci d'avance pour votre aide
-----

[obi76]

Salut,

si tu veux connaître le temps, il faut pour ça que tu connaisse le coefficient d'échange thermique entre l'air du freezer et ta bouteille.

[inviteee5ff05c]

Salut,

merci pour ta réponse.

Sur Wikipedia, il est dit que que le coefficient d'échange/transfert thermique est égal à :

 

avec
h - coefficient de transfert thermique, W/(m2K)
ΔQ - énergie transférée, J = W.s = kg.m2/s2
A - surface d'échange, m2
ΔT - différence de température de part et d'autre de la surface d'échange, K ou °C
Δt - intervalle de temps, s

Mais je ne connais pas toutes les variables. Comment puis-je calculer ou mesurer ΔQ et h ?

[invite2313209787891133]

Bonjour

Il y a plusieurs façons de modéliser ce problème (plus ou moins complexes); quel est ton niveau ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteee5ff05c]

Euh pas bien bon... J'ai fait un peu de thermo en prépa ms je n'en ai gardé que de mauvais souvenirs

Merci pour ton aide !

[tempsreel1]

connais tu la capacité thermique du soda ?

[frnkl1]

Bonjour tout le monde ! Je déterre ce vieux sujet car j'ai une question à peu près similaire !

Voilà je cherche à déterminer l’échauffement d'une batterie pendant un temps donné.

Je bute sur la même équation que huchau ! Que signifie le terme DeltaQ et comment l'obtient-on ?

D'avance merci pour vos réponse.

Cdlt

Frnkl1

[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
ΔQ est la quantité de chaleur qui passe par convection du milieu extérieur à l’objet ou vice-versa sous une différence de température entre les deux de ΔT dans un temps Δt, et pour une surface A.
Soit vous connaissez tout le reste et vous calculez ΔQ. Soit vous le calculez à partir de la variation de température de l’objet et de sa capacité calorifique.

La grosse incertitude se trouve, en général, sur le coefficient ‘h’ qui dépend de tout et d’autres choses encore.
Au revoir.

[frnkl1]

Bonjour et merci pour votre réponse.

Le problème est que je cherche à connaitre deltaT (je connais la température initiale) mais que je ne connais pas h.

Est ce que je peux estimer grossièrement h à partir des milieux en présence (accumulateur en alu situé dans l'air). J'ai trouvé que le h de l'air dans un cas de convection naturelle est de 5 W/(m²/k).

Puis-je me servir de cette donnée ?

Cordialement

[LPFR]

Bonjour.
Vous trouverez ici quelques informations pour évaluer le ‘h’ :
Courbe de Macadams:
http://www.ivaldi.fr/calcultherm.html
http://www.radiateur-electrique.org/...-radiation.php
La loi de Mac Adams donne des coefficients de convections approximatifs en fonction de 4 situations:
1- La surface chaude est horizontale et dirigée vers le haut
2- La surface chaude est horizontale et dirigée vers le bas
3- La surface chaude est verticale et de moins de 30cm de hauteur
4- La surface chaude est verticale et de plus de 30cm de hauteur.
Au revoir