La porte de mon frigo est bloquée

   C’est amusant, on me pose en ce moment des questions de physique sur des phénomènes quotidiens. J’y réponds par mail mais si cela peut intéresser mes lectrices et lecteurs je fais un article.

          On m’a posé la question suivante : « Pourquoi, lorsqu’on a refermé la porte d’un frigo, est il très difficile de l’ouvrir ensuite pendant une vingtaine de secondes. Il faut tirer très très fort ». 

        La réponse est relativement simple : quand vous avez ouvert la porte vous avez fait sortir de l’air froid et il est renté un peu d’air chaud de votre cuisine (moins avec les frigos ventilés). Il y a donc un mélange qui correspond à une certaine pression.
        Lorsque vous fermez la porte du frigo, vous enfermez ce mélange dans un espace étanche vis à vis de l’extérieur.
        Par contact avec l’air froid interne, les aliments, les parois intérieures, l’air chaud introduit se refroidit et sa pression baisse (pour ceux qui ont des souvenirs du lycée, selon la loi de Mariotte PV = rT (T est la température absolue, P la pression, V le volume qui est constant ici; si vous supposez la température de la pièce à 20 d° et celle du frigo à 4 d°C, la pression passera donc de 1 bar à 277/293 = 0,945 bars derrière la porte du frigo à l’instant ou elle se ferme et remontera ensuite.).
       La pression atmosphérique de 1 bar extérieur est supérieur provisoirement aux 0,945 intérieurs et donc une force pousse la porte du frigo porte vers l’intérieur, le temps que les pressions s'équilibrent du fait de l’homogénéisation des températures entre l’air entrant et l’air intérieur et des petites fuites. Cela prend en général 10 à 20 secondes, et la force et le temps de  pression seront d’autant plus grands que vous avez fait rentrer de l’air chaud à l’intérieur.
 
      Dans la pratique la force à exercer sera très importante les premières secondes, mais elle décroitra ensuite progressivement.
       Elle était très forte sur mon ancien frigo classique et on mettait 20 secondes à récupérer une ouverture normale. Sur mon frigo actuel à ventilation interne, il entre moins d’air chaud et l’égalisation des températures se fait plus vite et la force à exercer est moindre et la récupération est d’environ 5 secondes.
      Sur certains frigos anciens il existait un petit trou dans le bas de la cuve qui permettait théoriquement une égalisation rapide de la pression par fuite. Mais très souvent la condensation de l’air humide ambiant obturait le trou par de la glace et il n’était pas efficace.