FROID, physique

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Le Frigorifique

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Méthanier

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L'idée commune de froid est attachée à des conditions climatiques polaires ou hivernales et, dans ce sens, elle prend un caractère absolu : « il fait froid ». Mais, pour l'industriel ou le physicien, le froid est relatif, et de l'eau bouillante est beaucoup plus froide qu'un morceau de fer porté au rouge. On ne crée pas du froid, on crée seulement du « plus froid que quelque chose ». Cette course est sans fin et, même si beaucoup de progrès ont été réalisés ces dernières années, on sait que, tout comme la flèche de Zénon d'Élée qui ne peut atteindre sa cible, le froid absolu (— 273,15 0C) est inaccessible. La cryogénie regroupe, quant à elle, les diverses techniques de production du froid.

Histoire de l'obtention des grands froids

La maîtrise du froid par l'homme est un événement récent. Depuis des millénaires, il savait utiliser le froid qu'offre la nature, en stockant dans des grottes ou des glacières de la glace prélevée en hiver pour l'utiliser plus tard. On savait également depuis longtemps que l'ajout de sel ou de salpêtre abaisse la température de la glace et permet la préparation de sorbets refroidis dans ce mélange réfrigérant. Ce n'est cependant qu'au cours du xixe siècle qu'une réelle technique de production du froid a été découverte : la détente brusque d'un gaz comprimé s'accompagne d'un abaissement de température. On peut ainsi refroidir un autre gaz déjà comprimé, ce qui peut permettre de le liquéfier. Le but recherché ne fut pendant longtemps que la liquéfaction des gaz, à des températures de plus en plus basses. Cette course débuta en 1823 avec la liquéfaction du chlore par Michael Faraday ; en 1877, l'oxygène fut liquéfié simultanément à Paris et à Genève, puis l'hydrogène en Pologne, enfin l'hélium en 1908 à Leyde, aux Pays-Bas, par Heike Kamerlingh Onnes. En moins d'un siècle, tous les gaz connus avaient été liquéfiés, et on avait atteint des températures inférieures à — 271 0C.

L'échelle de température


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ils découvrirent en 1972 que l'hélium 3, isotope d'hélium dont le noyau contient deux protons mais un seul neutron, devient superfluide à une température de quelque 2 millikelvins. Ce résultat, qui ne peut être compris que dans le cadre de la physique quantique, leur valut de se partager le prix Nobel de physique 1996 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/david-lee/#i_70700

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Pour citer l’article

Jean MATRICON, Georges WAYSAND, « FROID, physique », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 23 septembre 2017. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/froid-physique/