Pourquoi les glaçons se font plus vite avec de l'eau chaude ?

Pourquoi les glaçons se forment plus vite avec de l’eau chaude ?

Contrairement à l’intuition, les glaçons se forment plus rapidement avec de l’eau chaude qu’avec de l’eau froide. Ce phénomène est connu sous le nom d’effet Mpemba, du nom du Tanzanien Erasto Mpemba qui l’a observé pour la première fois en 1963.

La conductivité thermique, un facteur clé

La congélation plus rapide de l’eau chaude est un effet secondaire de la conductivité thermique. La conductivité thermique est la capacité d’une substance à transférer la chaleur. L’eau chaude a une conductivité thermique plus élevée que l’air froid.

Lorsque l’eau chaude est placée dans un congélateur, elle transfère la chaleur à l’air froid environnant plus rapidement que l’eau froide. Cela crée un gradient de température plus important entre l’eau et l’air, favorisant un refroidissement plus rapide.

Processus de fusion de la glace

La formation d’un glaçon implique la solidification de l’eau, qui est un processus exothermique, libérant de la chaleur. Lorsque de l’eau chaude est placée dans un congélateur, elle commence à geler à l’extérieur, formant une couche de glace. Cette couche de glace agit comme un isolant, empêchant efficacement la libération de chaleur de l’eau chaude restante.

Cependant, lorsque de l’eau froide est placée dans un congélateur, le processus de refroidissement est plus lent. Cela donne au glaçon le temps de libérer la chaleur de fusion, ce qui inhibe sa croissance.

Confirmation expérimentale

De nombreuses expériences ont été menées pour confirmer l’effet Mpemba. En 2017, une équipe de chercheurs français a démontré que les glaçons se formaient plus rapidement avec de l’eau chaude dans des conditions contrôlées. L’étude a également révélé que la différence de vitesse de congélation était plus prononcée pour les petits volumes d’eau.

Conclusion

L’effet Mpemba est un phénomène fascinant qui souligne l’importance de la conductivité thermique dans le processus de congélation. Lorsque l’eau chaude est placée dans un congélateur, sa conductivité thermique plus élevée lui permet de transférer la chaleur à l’air froid environnant plus rapidement, créant un gradient de température plus important et accélérant la formation de glaçons.