Bonjour, j'ai vraiment besoin de votre aide, c'est un exercice à rendre pour demain en classe. Merci à celui qui m'aidera.
En raison de la dégradation rapide des molécules présentes dans certains vaccins, comme pour

certains de la covid-19, il faut les conserver à - 80 °C alors que la température ambiante est bien

supérieure. Cela impose des installations particulières, des super-congélateurs !

Doc 1 : Cycle frigorifique

Pour les échanges thermiques, un fluide frigorigène est nécessaire dans le but de refroidir

l’intérieur d’un congélateur. Voici le schéma simplifié du cycle

frigorifique :

L’évaporateur : sous pression atmosphérique normale, le fluide

frigorigène passe de l’état liquide à l’état gazeux.

Le compresseur : la pression du fluide frigorigène augmente en

restant à l’état gazeux.

Le condenseur : au contact de l’air extérieur, a lieu la liquéfaction

du fluide frigorigène.

Le détendeur : il permet de baisser la pression du fluide frigorigène

pour la ramener à la pression atmosphérique normale avant qu’il

ne repasse dans l’évaporateur…

1. Dans l’évaporateur, le changement d’état provoque-t-il une absorption ou une libération

d’énergie de/vers l’intérieur du congélateur ? Justifier.

2. En déduire l’évolution de la température de l’air intérieur du congélateur lors du

fonctionnement de l’évaporateur.

3. Que se passe-t-il au niveau de la température pour le fluide frigorigène dans le

compresseur ? (On considérera que le volume est constant) Justifier.

4. La liquéfaction du fluide frigorigène dans le condenseur a quel impact sur l’air

extérieur ? Justifier.



5. Que se passe-t-il au niveau de la température pour le fluide frigorigène dans

le détendeur ? (On considérera que le volume est constant) Justifier.

Parmi les fluides frigorigènes disponibles, le propane est couramment utilisé. Il bout à - 42 °C

sous pression atmosphérique normale et son énergie massique pour ce changement d’état est

Lv valant 426 kJ.kg-1

.

6. Dans un super-congélateur, quelle baisse maximale de température peut subir 750 g

d’air intérieur, si au cours du cycle frigorifique, 100 g de propane sont passés à l’état de

vapeur dans l’évaporateur ?

Donnée : Abaisser d’un degré Celsius une masse d’un kilogramme d’air libère une énergie

d’un kilojoule.