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Il a fait super chaud ici. Beaucoup trop chaud pour faire quoi que ce soit, mais on peut toujours faire un peu de science :D.

La question du jour : comment avoir moins chaud par ce temps ? Réponse : se mettre en plein soleil.
Évidemment se mettre au soleil comme ça serait trop simple : il faut s’enrouler dans un vêtement ou une serviette mouillée.

La sensation de chaud/froid vient avec la notion de chaleur échangée avec l’extérieur. Quand on a chaud, c’est que notre corps reçoit beaucoup de chaleur de l’extérieur : la quantité de chaleur du corps augmente et donc on a plus chaud. Quand on a froid, la chaleur du corps est cédée à l’extérieur : le corps refroidit.

Alors pourquoi se mettre mouillé en plein soleil est-il plus efficace que de se mettre à l’ombre ?

Pour qu’une molécule d’eau liquide s’évapore (donc devienne gazeuse), il faut qu’elle gagne de l’énergie sous forme de chaleur. Cette chaleur, elle va la puiser dans deux sources : le rayonnement du soleil et… Votre corps.

Quand l’eau s’évapore de votre peau elle part et amène avec elle une partie de votre chaleur : le corps cède de l’énergie à l’eau et il refroidit (c’est la même chose quand on se verse de l’acétone sur les doigts et la sensation de froid vient de là).

Si c’est plus efficace en plein soleil c’est parce le soleil fournit très rapidement une partie de l’énergie nécessaire à l’évaporation de l’eau. Chaque molécule en puise donc peut-être moins dans votre peau, mais il y a beaucoup plus d’eau qui s’évapore.
Au soleil et dans le vent, le phénomène de refroidissement du corps est accéléré. Il y fait peut-être plus chaud, mais le corps refroidit plus vite. Paradoxal, mais ça marche.

Pour tester tout ceci vous pouvez mettre un thermomètre à l’ombre et un thermomètre dans une serviette mouillée. Alors qu’il faisait 34°C à l’ombre, je suis descendu jusqu’à 20°C en quelques secondes dans la serviette sous un soleil de plomb.
Même chose pour refroidir une bouteille de boisson : l’enrouler dans une serviette humide au soleil est assez efficace pour la garder fraîche.

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25 commentaires

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BenGamin a dit :

Intéressant !

Je connaissais le principe sur les carafes mexicaine en terre cuite. Comme elles sont poreuses, l'eau qui suinte s'évapore et rafraichie l'ensemble.

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qwerty a dit :

Après faut éviter l'insolation. Là, perso, j'ai connu une journée très pluvieuse, donc il suffisait aussi de se mettre dehors pour se rafraichir ! (et chercher le soleil).

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scout123 a dit :

La sensation de froid dépend donc des transferts de chaleur, même principe de la sensation de froid sur du métal :D.

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TD a dit :

@scout123 : la sensation de froid sur du métal n'est justement pas un problème d'énergie à fournir pour chauffer, mais plutôt de conductivité thermique et d'équilibrage des températures. Je ressort l'exemple de mon cours de thermique : lorsque tu sors de ta douche, tes pieds sont à une température T1 = 50°C (admettons) et ce qui se trouve par terre (tapis et carrelage) sont à T2 = 20°C. Lorsque tu poses un pied sur le tapis et l'autre sur le carrelage, la température en surface s'égalise, donc la température de la plante de tes pieds diminue et la température du tapis et du carrelage augmentent. Or, la température du carrelage augmente bien moins que celle du tapis, et les températures finales (Tf1 pour l'interface pied-tapis et Tf2 pour l'interface pied-carrelage) sont donc différentes, avec Tf2 < Tf1. En réalité, il ne s'agit même pas d'une sensasion mais d'un phénomène bien réel.

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BenGamin a dit :

@scout123 : Anéfé, c'est bien pour ça que le métal parait plus froid au toucher que le bois en général. Il existe cependant quelques exceptions.

Le transfert de chaleur se calcul grâce à une constante propre à chaque matériaux appelé capacité thermique massique (et aussi sa masse et le delta de température). Donc plus cette constante est élevée plus la sensation de froid est importante.

Quelques exemples : or (130 J·kg-1·K-1) < cuivre (380) < alu, marbre (900) < eau liquide (4000)
L'eau à 10°C te paraitra beaucoup plus froide que l'or à 10°C. Pour le bois, il n'y a pas vraiment de constante, ça dépend de l'essence et de son taux d'humidité)

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BenGamin a dit :

@TD : Tu confonds capacité thermique et conduction thermique. Le cuivre a une bonne conduction mais une capacité relativement basse, c'est pour ça qu'il parait moins froid que d'autres métaux alors qu'il conduit très bien la chaleur.

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Le Hollandais Volant a dit :

@BenGamin :
@TD : je pense surtout que la chaleur dans un métal est très vite réparti dans tout le métal, donc la partie en contact avec le pied gagne de la chaleur, la ré-expédie un peu plus loin et en redemande d’autre.

Ce n’est pas le cas avec le bois ni le tapis (ni l’air). C’est effectivement la conductivité thermique qui est en cause (et qui est particulièrement haute pour les métaux, dont surtout le cuivre et l’alu.

@BenGamin : la capacité thermique massique n’intervient qu’après à mon avis : elle signifie qu’il faut beaucoup plus de chaleur pour chauffer 1kg d’eau que pour chauffer 1kg d’or ou même d’air.

Donc si on se pose dans un bain d’eau à 10°C au lieu d’un bain d’air à 10°C, on a plus froid (intervention de la conductivité thermique : la chaleur est éloigné de nous plus rapidement avec l’eau) plus longtemps (intervention de la capacité thermique : plus de chaleur nous est prise).

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Damien a dit :

Enfin bon, la bonne expérience serait de mettre le thermomètre dans la serviette mouillée à l'ombre ET au soleil, parce que là c'est un peu biaisé. En effet si la serviette mouillé est à 20 °C, il est bien normal qu'on trouve une différence entre l'ombre sans serviette et le soleil avec serviette.
Même si l'explication générale tient la route.

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toufalk a dit :

Moi, ce principe me fait penser à ce frigo solaire. La news date de 2009 et j'aimerai bien savoir si ça marche vraiment parce que la fille annonce une température de 6°C dans sa boiboite... ça me parait vraiment peu.

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tcit a dit :

Merci pour cet article, ça reprend exactement mon cours de thermodynamique d'hier.

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BenGamin a dit :

@Le Hollandais Volant : Effectivement, c'est moi qui me suis complètement embrouillé, my bad.

C'est loin les cours ... mais je me souviens que le cuivre avait justement quelque-chose de spécial...

Donc un conductivité thermique élevé indique un bon "voleur de chaleur" d'où la sensation de froid au premier touché. Alors la capacité thermique serait la persistance de la sensation ? C'est a dire qu'il ne faut pas beaucoup d'énergie pour augmenter la température si la capacité est basse.

Dans ce cas, le cuivre aurait de spécial qu'il parait froid mais se réchauffe très vite au toucher, beaucoup plus vite que ne le fait un autre métal comme l'aluminium ?

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Le Hollandais Volant a dit :

@Damien : essaies avev de l'eau chaude ;-) . Tu verra au bout de quelques minutes : la serviette sera plus froide que l'air ambiant.

@toufalk : je connais pas. Je me renseignerais, mais ce n'est pas impossible : si on utilise un fluide qui transporte la chaleur (fluide caloporteur) dans un tube qui se refroidit lui même, la température baisse de plus en plus. C'est comme ça qu'ils produisent de l'azote liquide par exemple, à –195 degré celcius.


@BenGamin : tu as tout compris.
La conductivité thermique fait en sorte d'une bonne homogénéité de la température au sein de la matière. C'est un peu l'equivalent de fluidité d'un liquide : de la mêlasse se repend très lentement si on la verse sur une assiete. l'eau, c'est presque instantané. Pour la conductivité, imagine que c'est la chaleur qui se repend pkus ou moins facilement dans la matière.
La capacité thermique c'est, la quantité de chaleur qu'il doit absorber pour augmenter d'une certaine température (par ex : 1kg d'eau, il lui faut 4000 joules pour monter de 1 degré, le marbre seulement 900).

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1138 a dit :

J'allais faire la même remarque que @Damien : mettre également un thermomètre dans une serviette humide à l'ombre. Dans une expérience, quand on veut évaluer l'influence d'un facteur, on ne fait varier QUE ce facteur.

Pour ma part, j'utilise parfois ce système mais je ne le mets pas au soleil. Je le mets à l'ombre mais exposé au vent. À mon avis (mais une expérience trancherait la question), quand c'est au soleil, l'eau s'évapore certes plus vite mais en utilisant la chaleur du soleil. Peu celle de l'objet à rafraichir.

En mettant le système dans le vent, celui-ci évacue la vapeur se formant autour de la serviette. Cela évite la saturation locale en vapeur et permet à l'eau de la serviette de continuer à s'évaporer rapidement (et, donc, de rafraichir). On le remarque en sortant de l'eau : s'il y a une petite brise, ça devient tout de suite plus frisquet. Autre expérience de la vie quotidienne : qu'est-ce qui vous rafraichit le plus quand vous utilisez un sèche-cheveux ? Est-ce avec l'air froid ou avec l'air chaud ?

Mais, finalement, Douglas Adams avait raison en disant qu'une serviette est in-dis-pen-sa-ble. ;-)

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Le Hollandais Volant a dit :

@Lags : nope, je vais pas vraiment sur 4chan, mais ces images sont sur un site de fond d’écran donc 4Chan semble publier régulièrement.

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Julien et Nel a dit :

En parlant de rafraichissement, les liens fournit dans l'onglet blogotext de ton blog aurait besoin d'un rafraichissement Timo. La plupart mène sur des liens morts, il fraudrait mettre les nouveaux ^^.

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seb a dit :

ça fonctionne avec de l'eau salé? Parce que ça peut être pas mal pour garder des boissons (qui à dit bière?) au frais sur la plage.
On met une serviette sur la sable (pour garder les bouteilles propre), on va tremper une autre serviette à la mer et on recouvre les bouteilles de la serviette mouillé.

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jerry wham a dit :

En parlant de Maroc, c'est comme ça qu'ils refroidissent leur eau en pleine campagne.

L'eau est vraiment une molécule puissante.

On a l'effet inverse lorsqu'il fait froid. On appelle ça le volant thermique de l'eau. C'est à dire que l'eau emmagasine de la chaleur quand il fait chaud et la restitue quand il fait froid. C'est pour ça qu'il fait toujours doux près des côtes et qu'il faut laisser une bassine d'eau dans une serre en hiver pour éviter que cette dernière ne gèle.

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mydjey a dit :

Dans le même ordre d'idée :
Dans des conditions de tempèratures extrèmes (grosses chaleurs) accrocher un drap aux fenêtres (ouvertes bien sûr) et régulièrement humidifier le tissu, l'évaporation fera diminer la température à l'intérieur des pièces.

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Gauth a dit :

Même si ça semble révolutionnaire comme idée, ce principe est utilisé depuis toujours et de manière automatique par notre organisme... ça s'appelle la transpiration.

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