Quelle eau gèlera le plus vite, l’eau chaude ou l’eau froide ?

L’effet Mpemba : l’eau chaude gèle-t-elle plus vite que l’eau froide ?

L’effet Mpemba, nommé d’après le jeune Tanzanien Erasto Mpemba qui a découvert le phénomène en 1963, est un paradoxe contre-intuitif qui se produit lorsque de l’eau chaude gèle plus rapidement que de l’eau froide.

Explication de l’effet Mpemba

Bien que l’effet Mpemba puisse sembler peu probable, il existe plusieurs explications scientifiques qui soutiennent ce phénomène :

• Évaporation accrue : lorsque l’eau est chauffée, elle s’évapore plus rapidement, réduisant ainsi son volume. Le volume d’eau restant est plus froid, ce qui entraîne un point de congélation plus bas.
• Libération de gaz dissous : l’eau chaude contient plus de gaz dissous, tels que l’oxygène et le dioxyde de carbone. Lorsque l’eau chaude gèle, ces gaz sont libérés, créant des poches de gaz qui agissent comme des isolants et ralentissent le processus de congélation.
• Convection : la convection est le transfert de chaleur dans un fluide. Dans l’eau chaude, la convection est plus forte, ce qui permet à la chaleur de se disperser plus rapidement dans l’eau. Cela réduit la température globale de l’eau et favorise la formation de glace.

Facteurs influençant l’effet Mpemba

L’effet Mpemba ne se produit pas dans toutes les conditions. Les facteurs suivants peuvent influencer son apparition :

• Différence de température : l’effet est plus prononcé lorsque la différence de température entre l’eau chaude et l’eau froide est importante.
• Type de contenant : la forme et le matériau du contenant peuvent affecter la convection et le taux d’évaporation.
• Quantité d’eau : l’effet est plus perceptible avec de petites quantités d’eau.

Applications pratiques

L’effet Mpemba a des implications pratiques dans divers domaines :

• Cuisine : les cuisiniers peuvent utiliser l’effet Mpemba pour refroidir rapidement les aliments ou congeler des desserts.
• Sciences des matériaux : l’effet peut être utilisé pour créer de nouveaux matériaux avec des propriétés améliorées.
• Technologie : des chercheurs étudient l’effet Mpemba pour développer des systèmes de refroidissement plus efficaces.

Conclusion

L’effet Mpemba est un phénomène contre-intuitif qui démontre l’influence complexe de facteurs tels que l’évaporation, la libération de gaz et la convection sur la congélation de l’eau. Bien que l’effet ne se produise pas toujours, il peut avoir des applications pratiques dans divers domaines. En comprenant l’effet Mpemba, les scientifiques et les ingénieurs peuvent développer des technologies et des processus améliorés.