Pourquoi l'eau chaude gel plus vite que l'eau froide ?

Pourquoi l’eau chaude gèle-t-elle plus vite que l’eau froide ?

Contrairement à la croyance populaire, l’eau chaude gèle en réalité plus rapidement que l’eau froide. Ce phénomène, connu sous le nom d’effet Mpemba, a été observé pour la première fois par un écolier tanzanien nommé Erasto Mpemba en 1963.

L’évaporation : un facteur clé

La différence de temps de congélation entre l’eau chaude et l’eau froide réside dans le processus d’évaporation. L’eau chaude s’évapore plus rapidement que l’eau froide, ce qui entraîne une réduction de sa masse.

Cette évaporation provoque également une augmentation de la concentration en impuretés dans l’eau chaude. Les impuretés, comme les sels minéraux, agissent comme des noyaux de cristallisation, favorisant la formation de glace.

Processus de refroidissement

Lorsque l’eau chaude entre en contact avec un environnement froid, elle perd rapidement de la chaleur par évaporation. Cela réduit sa température initiale plus rapidement que l’eau froide.

En outre, la masse réduite de l’eau chaude signifie qu’elle contient moins de molécules d’eau à refroidir. Cela accélère encore le processus de refroidissement.

Lorsque l’eau chaude atteint une température suffisamment basse, elle se transforme en glace plus rapidement que l’eau froide, qui contient plus de molécules d’eau à refroidir et dont le processus d’évaporation est plus lent.

Expérience pratique

Pour illustrer cet effet, vous pouvez essayer l’expérience suivante :

• Remplissez deux récipients identiques, l’un avec de l’eau chaude et l’autre avec de l’eau froide.
• Placez les deux récipients dans un congélateur.
• Observez le temps nécessaire à la congélation de chaque récipient.

Vous constaterez que l’eau chaude gèlera plus rapidement que l’eau froide.

Applications pratiques

L’effet Mpemba a des applications pratiques dans divers domaines, notamment :

• La fabrication de glace : les machines à glace utilisent de l’eau chaude pour accélérer le processus de congélation.
• La cryoconservation : les scientifiques utilisent l’effet Mpemba pour préserver les cellules et les tissus en les congelant rapidement.
• La cuisine : certains chefs cuisiniers utilisent de l’eau chaude pour faire bouillir des aliments plus rapidement, car elle s’évapore plus rapidement.

Bien que l’effet Mpemba soit un phénomène intéressant, l’explication scientifique exacte est encore un sujet de débat parmi les scientifiques.