Qu'est-ce qu'une courbe de refroidissement?
Une courbe de refroidissement est un type de graphique utilisé en chimie, physique, ingénierie et dans d'autres disciplines pour cartographier les progrès d'une substance refroidissante. Un axe du graphique, généralement l'axe des abscisses, représente le temps, tandis que la température est représentée sur l'autre axe. Ainsi, une courbe de refroidissement descend généralement de gauche à droite à mesure que la température diminue avec le temps. Il est important de noter qu'une telle courbe ne progresse pas toujours uniformément vers le bas, les courbes de refroidissement étant souvent utilisées pour décrire les changements de phase physiques, tels que le passage de l'eau à la glace. La température diminue de manière uniforme lorsque l'eau refroidit jusqu'au point de congélation, mais la courbe s'aplatit au point de congélation lorsque l'eau liquide gèle en glace solide.
De nombreux facteurs différents peuvent influer sur la progression d'une courbe de refroidissement. Deux des facteurs les plus importants sont la température initiale de la substance réfrigérante, souvent appelée "température de versement", et la température de l'environnement dans lequel la substance est versée. Les traits spécifiques de la substance refroidissante sont des déterminants majeurs de la progression de la courbe de refroidissement. D'autres facteurs, tels que la pression et le volume de la substance réfrigérante, peuvent également affecter considérablement la courbe.
Il n'est pas rare qu'une courbe de refroidissement décrive un changement de phase, tel que celui de gaz à liquide ou de liquide à solide. La transformation de l'eau en glace est l'un des exemples de changement de phase les plus connus et les plus largement reconnus. Lorsque de l'eau à une température relativement élevée est ajoutée à un environnement à une température inférieure au point de congélation, elle refroidit à une vitesse généralement uniforme jusqu'à atteindre la température de congélation. À ce stade, la température cessera de diminuer jusqu'à ce que toute l'eau se soit solidifiée pour devenir de la glace. L'eau de refroidissement perd de l'énergie sous forme de chaleur et provoque donc une diminution de la température, mais la même perte d'énergie est également nécessaire pour la transition du liquide au solide, mais sans le changement de température correspondant.
Les chercheurs et les étudiants peuvent utiliser diverses méthodes pour créer des courbes de refroidissement. La méthode la plus simple consiste à ajouter une substance dans un environnement à température contrôlée et, à l’aide d’un thermomètre, à enregistrer la température de la substance à intervalles réguliers. Cette méthode, cependant, est susceptible d'erreurs humaines. D'autres méthodes utilisent plutôt des capteurs de température électroniques et un logiciel d'enregistrement informatisé. De tels dispositifs et logiciels peuvent être utilisés pour produire une courbe de refroidissement précise en temps réel, tout en réduisant le risque qu'une erreur expérimentale rende la courbe de refroidissement inutile.