2024-05-23 21:00:00
Vous avez sûrement vu ces derniers mois, que ce soit à la télévision ou sur les réseaux sociaux, la célèbre vidéo dans laquelle quelqu’un jette de l’eau bouillante dans l’air par temps froid et froid. ça gèle instantanément. Mais saviez-vous que si cette eau n’était pas à haute température, elle ne se solidifierait probablement pas aussi rapidement ? En d’autres termes : si l’eau était froide dans les mêmes conditions, une fois projetée dans l’air, elle ne gèlerait pas aussi rapidement.
Contre-intuitif, non ? Ce curieux phénomène qui défie les lois de la nature est connu sous le nom de Effet Mpemba et défend que, dans certaines conditions, l’eau à une température plus élevée gèlera à un rythme beaucoup plus élevé que celle à une température plus basse.
LA REDÉCOUVERTE DE L’EFFET
Il ne fait aucun doute que l’effet Mpemba défie l’intuition. Et pas seulement aujourd’hui, il existe des preuves que les penseurs et les scientifiques d’il y a des millénaires ils se demandaient déjà Quelle pourrait être la cause de cet effet curieux ? Aristote, Descartes et Bacon faisaient partie de ces esprits privilégiés qui ont tenté de déchiffrer la raison de cet effet, mais lorsqu’ils se sont retrouvés dans une case, ils l’ont laissé dans les limbes.
Cependant, c’est l’étudiant tanzanien Erastus B Blanc qui, en 1963, redécouvre le phénomène et le met sous les projecteurs de la communauté scientifique. Lors d’un de ses cours de cuisine à l’école secondaire Mkwawa à Iringa, en Tanzanie, Erasto a remarqué quelque chose de très particulier : le mélange chaud pour faire de la glace semblait geler à une vitesse vitesse beaucoup plus élevée que le froid Fasciné par cette découverte, Mpemba s’est associé au physicien Denis G. Osborne pour approfondir l’étude de cet effet, en collaboration avec a publié un article intitulé « Cool ? » dans le magazine Éducation physiqueoù ils ont détaillé les expériences réalisées pour expliquer le phénomène.
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La redécouverte du phénomène ajoute une nouvelle dimension au mystère. Le fait que quelque chose d’aussi contre-intuitif se produisait dans le monde théoriquement dominé de la thermodynamique était passionnant. des questions très profondes sur des sujets très basiques, comme la nature de la chaleur ou le gel lui-même.
République-Unie de Tanzanie
POURQUOI CELA ARRIVE-T-IL ?
Tout d’abord, il faut garder à l’esprit que ce phénomène ne se produit que sous certaines conditions. conditions spécifiques et bien définies. Par exemple, si l’on compare une eau à 35°C et une eau à 5°C, la seconde gèlera avant la première, contredisant complètement l’effet Mpemba. Or, pour pouvoir observer le phénomène en action, il faut partir d’une différence de température significative, comme 35ºC et 80ºC, ou 70ºC et 90ºC.
Les raisons de cet effet sont diverses, mais elles sont toutes interdépendant. Tout d’abord, il faut tenir compte du fait que dans un récipient chaud, le liquide subit augmentation de la circulation en raison de la plus grande agitation des particules qui le forment. Au fur et à mesure qu’ils se déplacent et se déplacent à des vitesses plus élevées, ils ont tendance à se déplacer vers les extrémités, accélérant ainsi le refroidissement de l’eau chaude au centre vers les parois du récipient ou de la surface.
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De plus, il faut tenir compte du fait qu’à des températures plus élevées, l’eau s’évapore plus rapidement, réduisant ainsi la masse de liquide et donc la quantité de gaz qui y est dissoute, ce qui facilite la congélation. En d’autres termes, cela signifie que l’eau plus chaude, aussi contre-intuitif que cela puisse paraître, peut perdre de la masse plus rapidement et donc congeler avant.
Données obtenues à partir de l’article original.
Données qui montrent la variation de la température des liquides en fonction du temps écoulé, démontrant que celui qui démarre à une température plus élevée acquiert des températures inférieures à zéro à une plus grande vitesse.
PLUS LA PLUS GRANDE DIFFÉRENCE, LE PLUS GRAND EFFET
Un exemple illustratif de ce cas est celui de deux verres d’eau, l’un à 80ºC et l’autre à 95ºC, tous deux placés au congélateur. Même si l’on pourrait penser qu’une eau à 95 °C mettrait plus de temps à geler, dans la pratique, cela n’arrive pas. La diminution qui prendrait de 15ºC à 80ºC change ses propriétés physiques – la masse et la quantité de gaz dissous – qui influence sa vitesse de congélation et lui permet d’être le premier à atteindre l’état de solidification.
De plus, il a été observé que l’effet Mpemba devient beaucoup plus évident lorsque la différence de température entre les échantillons est supérieure à 30ºC. Même en réduisant l’évaporation en plaçant du plastique sur les verres, l’eau chaude gèle toujours en premier, bien qu’avec une différence plus petite. Ceci est dû à la plus grande convection interne du verre le plus chaudce qui prolonge le transfert de chaleur vers le congélateur, favorisant ainsi une congélation plus rapide.
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