La transformation adiabatique est une transformation qui ne fait intervenir aucune énergie. Elle est réalisée par un système de refroidissement, ou par un système d’échange thermique.
L’objectif est de faire passer un système à l’état liquide à l’état gazeux, sans utiliser d’énergie extérieure. Nous allons voir comment réaliser cette transformation.
La définition d’une transformation adiabatique
Une transformation adiabatique est une transformation sans échange thermique. Cette transformation peut être réalisée grâce à un changement de phase ou par compression isotherme.
Les transformations adiabatiques sont utilisées dans les centrales nucléaires, pour le fonctionnement des réacteurs à fusion (par exemple Iter en France) et dans la production de glace carbonique.
La glace carbonique est utilisée comme agent propulsif pour les canons à neige, pour l’industrie agroalimentaire (pour la congélation), comme gaz propulseur dans les bombes aérosols et comme matière première pour la fabrication du verre. Dans le domaine médical, elle remplace avantageusement la vaseline pour soigner les brûlures et en cosmétologie, elle est employée comme dégraissant sur des pièces métalliques.
Les conditions nécessaires à la réalisation d’une transformation adiabatique
Pour réussir sa transformation adiabatique, il faut se conformer à une batterie de règles et respecter des étapes bien précises. Tout d’abord, il est important de faire le point sur les raisons qui vous poussent à entamer une transformation adiabatique. Pour ce faire, vous devez prendre le temps de définir clairement votre objectif. Pour réussir sa transformation adiabatique et obtenir un rendement optimal, il faut également être en mesure d’estimer la puissance nécessaire pour votre système.
Il est important d’avoir recours à un professionnel qualifié qui sera en mesure de vous fournir ces informations, mais aussi d’analyser les différents types de transformations envisageables pour votre installation ainsi que l’impact qu’elles peuvent avoir sur la production énergétique du système.
Les règles à suivre sont essentielles pour réussir votre transformation adiabatique :
- Respecter les normes en matière d’installation.
- Ajuster l’air neuf au besoin du process.
- Garantir un bon contrôle des rejets thermiques.
- Vérifier régulièrement le bon fonctionnement du système.
La différence entre une transformation adiabatique et une transformation isotherme
Une transformation adiabatique et une transformation isotherme sont deux transformations qui ont en commun le fait de ne pas utiliser d’énergie externe, mais plutôt des propriétés physiques de l’eau pour réaliser ces transformations. Cependant, il existe quelques différences entre ces deux types de transformations.
La transformation adiabatique est un processus par lequel la température d’une substance ou d’un gaz n’est pas affectée par ce changement. Cette transformation se produit à température constante.
Le refroidissement est donc nul et la chaleur latente est perdue au cours du processus, comme lorsqu’on verse un liquide sur une cuvette pleine d’eau froide. En revanche, une modification isotherme implique que la température du fluide restera constante pendant son évolution. Ainsi, il y aura toujours autant de chaleur latente à dissiper durant les opérations décrites. Par conséquent, les modifications isothermes peuvent être effectuées sans perte notable d’énergie thermique (chaleur latente) alors que les modifications adiabatiques impliquent toujours une perte supplémentaire de chaleur latente.
Le rôle de l’entropie dans une transformation adiabatique
Lors d’une transformation adiabatique, la température de l’élément étudié ne change pas. Dans le cas d’un gaz parfait, cette transformation est caractérisée par une évolution de son entropie qui est définie comme suit :
Comment réaliser une transformation adiabatique en laboratoire ?
Lorsque vous souhaitez améliorer la qualité de l’air dans votre laboratoire, il peut être intéressant d’envisager une transformation adiabatique.
Les transformations adiabatiques sont des processus permettant de réduire le taux d’humidité et/ou d’améliorer le taux de CO2 dans un environnement.
Il existe plusieurs types de transformation adiabatique :
- La condensation adiabatique
- La déshumidification adiabatique
- L’adsorption sur charbon actif
- La condensation adiabatique
Une transformation adiabatique permet de réduire ou augmenter la température ambiante, ce qui est très intéressant pour les laboratoires à cause du risque accru d’incendie que cela représente. Cependant, il ne faut pas oublier que la température doit être modifiée à un certain seuil afin qu’il n’y ait pas trop de variation (trop importante), sinon le bâtiment risquerait de prendre feu.
La condensation adiabatique est une technique permettant de transformer l’air humide présent autour des équipements en air sec sans utiliser d’énergie supplémentaire. Cette technique consiste à faire passer l’air chaud au-dessus des surfaces froides telles que l’acier inoxydable ou du verre et à utiliser un système de chauffage pour faire baisser la température jusqu’à ce qu’elle atteigne 0 °C (température idéale). Dans certains cas, il est possible d’utiliser un système qui évacue directement l’humidité hors du bâtiment via un ventilateur ; ceci permet une meilleure efficacité
Exemples de transformations adiabatiques
Le processus de transformation adiabatique est un phénomène naturel qui se produit au cours duquel les substances réduisent leur température sans être soumises à aucune consommation d’énergie. Ce phénomène peut s’appliquer au traitement de nombreuses substances, telles que l’eau, le gaz ou le pétrole.
Le cycle de Carnot est une méthode permettant de calculer la chaleur dégagée par chaque corps en fonction de sa température et du travail qu’il effectue.
Il est possible d’utiliser ce concept pour mesurer les quantités de chaleur contenues dans les différents composants des cellules photovoltaïques. Cependant, il existe également un autre type de transformation adiabatique : l’amplification adiabatique.
En quoi une transformation adiabatique est-elle importante en physique ?
Une transformation adiabatique consiste à faire passer un système d’un état d’équilibre à un autre, sans échange de chaleur et de matière, ni apport extérieur. En physique, les transformations adiabatiques désignent des changements qui s’effectuent sans apport de chaleur ou de matière.
Le passage d’un état à un autre se fait sans variation du volume du système considéré. Dans le cas contraire, c’est une transformation isotherme que l’on observe.
La transformation adiabatique est souvent effectuée en thermodynamique pour expliquer des phénomènes physiques complexes comme la condensation ou la liquéfaction.
Applications pratiques d’une transformation adiabatique
Les moteurs thermiques sont des machines tournant à une vitesse fixe. Par analogie, on peut considérer que l’air est un fluide qui se déplace à grande vitesse dans le moteur. Un moteur thermique, tel qu’un moteur à explosion ou un turbo, est donc soumis à la loi du flux qui stipule que la force résultante exercée par le fluide entrant et le fluide sortant doit être égale et opposée (d’où l’effet de succion).
Les moteurs thermiques ont besoin d’une source d’énergie extérieure pour fonctionner.
Lorsque cette source d’énergie est abondante, elle est utilisée en premier lieu. Si ces sources ne sont pas disponibles ou si elles sont insuffisantes, ce sont les organes internes qui prennent le relais pour fournir de l’énergie au moteur. Une transformation adiabatique permet justement de récupérer l’énergie produite par les organes internes du corps humain pour la transformer en énergie motrice utilisable par le système musculaire. Dans une transformation adiabatique, il n’y a pas de chaleur créée et il n’y a pas non plus de pertes énergétiques : toute l’énergie produite est utilisée pour faire fonctionner les muscles et le reste (sous forme de chaleur) est transformée en électricité afin d’être réutilisée par les autres organes du corps humain. De plus cela permet d’augmenter l’endurance des sportifs amateurs comme professionnels : En effet, cette transformation augmente la capacité pulmonaire en oxygène des muscles respiratoires sans avoir besoin d’augmenter sa consommation maximale d’oxygène (VO2 max) ni sa fréquence cardiaque maxim
JACUZZI ET SPA .CE QU IL FAUT SAVOIR!!! Quand on l'utilise.
Pour conclure, le but de cette transformation est de réaliser une économie d’énergie en utilisant un procédé qui ne nécessite aucune source d’énergie extérieure. Le principe est simple: l’air chaud monte et l’air froid descend. Cet air chaud monte et l’air froid descend, ce qui entraîne une perte d’énergie à chaque cycle. Lorsqu’il y a plus d’air chaud que d’air froid, le système devient inefficace car il consomme plus d’énergie qu’il n’en produit.
