Je suppose que c’est un mélange d’ennui de rester à la maison par temps super froid et d’accès à Internet qui cause ce problème. Quel problème, vous demandez-vous ? Les innombrables vidéos de personnes jetant de l’eau bouillante dans l’air froid arctique pendant le vortex polaire. OK, je l’admets, ça a aussi l’air vraiment cool. Voici à quoi ça ressemble.
[#vidéo : https://www.youtube.com/embed/pTf7X_COAvM
Mais que diable se passe-t-il vraiment ici ? Pourquoi cela fait-il cette chose impressionnante qui ressemble à un nuage ? Pourquoi faut-il qu’il fasse super froid ?
Oui, cette eau bouillante se transforme essentiellement en neige. La neige, c’est joli. Mais pourquoi ? En fait, c’est un excellent exemple d’eau dans les trois phases : solide, liquide et gazeuse. L’eau bouillante est d’abord en phase liquide. Cependant, comme elle est très chaude, l’eau a suffisamment d’énergie pour passer de la phase liquide à la phase gazeuse. L’eau chaude s’évapore plus rapidement que l’eau froide, c’est pourquoi cette astuce fonctionne mieux avec de l’eau bouillante.
Lorsque l’eau bouillante est projetée en l’air, deux choses se produisent. Premièrement, l’eau chaude produit de la vapeur d’eau par évaporation. Deuxièmement, l’eau se brise en plus petites gouttes d’eau lorsqu’elle passe dans l’air. L’évaporation et les petits morceaux signifient que l’eau se refroidit rapidement. De plus, l’air froid ne peut pas contenir beaucoup de vapeur d’eau, c’est pourquoi l’air est tellement plus sec en hiver. La vapeur d’eau ne reste donc pas dans l’air, elle se condense.
A la fin, vous obtenez cette eau super froide qui gèle tout simplement. C’est essentiellement la même chose que la neige. Boom. De la neige instantanée. Cela ne fonctionne pas avec de l’air simplement froid parce que l’air ne se condense pas aussi facilement.
Mais qu’en est-il d’une autre question, connexe : Est-il vrai que l’eau bouillante gèle plus vite que l’eau à température ambiante ? Cela a-t-il un rapport avec la cascade de l’eau bouillante à la neige ? Pas vraiment. Cet effet est souvent appelé l’effet Mpemba et il a été observé depuis un certain temps – même Aristote a considéré ce phénomène.
Cependant, il est vraiment difficile d’obtenir de belles données pour l’eau chaude allant jusqu’à l’eau gelée (aussi appelée glace). Tant de petits facteurs peuvent avoir un impact significatif sur le processus de refroidissement. Vous devez tenir compte de l’évaporation et des courants de convection. Il peut y avoir différentes interactions thermiques avec l’environnement pour un récipient d’eau chaude ou froide. En plus de cela, le changement d’énergie nécessaire pour passer d’un liquide à un solide est très important par rapport au changement d’énergie pour refroidir un liquide.
En fin de compte, il est vraiment difficile de créer un modèle théorique qui fait que l’eau bouillante gèle plus rapidement que l’eau ambiante. Voici une excellente vidéo qui reprend ces points.
[#vidéo : https://www.youtube.com/embed/SkH2iX0rx8U
So, even if the Mpemba effect is real, you don’t need it to explain how you make snow with boiling water in super-cold air.
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