Une courbe de refroidissement est un type de graphique utilisé en chimie, en physique, en ingénierie et dans d’autres disciplines pour tracer la progression d’une substance de refroidissement. Un axe du graphique, généralement l’axe des x, représente le temps, tandis que la température est représentée sur l’autre axe. En tant que telle, une courbe de refroidissement s’incline généralement vers le bas 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 vers le bas à un rythme uniforme au cours du graphique, car les courbes de refroidissement sont souvent utilisées pour décrire les changements de phase physique, tels que le passage de l’eau à la glace. La température diminue à un rythme 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 influencer la progression d’une courbe de refroidissement. Deux des facteurs les plus importants sont la température initiale de la substance de refroidissement, souvent appelée température de coulée, et la température de l’environnement dans lequel la substance est versée. Les caractéristiques spécifiques de la substance réfrigérante 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 de refroidissement, peuvent également affecter considérablement la courbe.
Il n’est pas rare qu’une courbe de refroidissement représente un changement de phase, comme celui du gaz au liquide ou du liquide au solide. La transformation de l’eau en glace est l’un des exemples les plus connus et les plus reconnus de changement de phase. Lorsque de l’eau à une température relativement élevée est ajoutée à un environnement à une température inférieure au point de congélation, elle se refroidira à une vitesse généralement uniforme jusqu’à ce qu’elle atteigne la température de congélation. À ce stade, la température cessera de baisser jusqu’à ce que toute l’eau se soit solidifiée en glace. L’eau de refroidissement perd de l’énergie sous forme de chaleur et provoque donc une baisse de température, mais la même perte d’énergie est également nécessaire pour le passage du liquide au solide, uniquement 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’erreur humaine. D’autres méthodes reposent plutôt sur 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.