Pourquoi l'eau qui bout fait-elle du bruit ?
Le bruit de l’eau qui bout
Quand on chauffe l’eau, il s’établit un gradient de température au sein de la casserole ou de la bouilloire : la partie inférieure atteint la température d’ébullition en premier.
Après une phase de dégazage au cours de laquelle de petites bulles constituées des gaz dissous (oxygène et azote) viennent crever la surface, des bulles de vapeur se forment sur les hétérogénéités du fond. Elles finissent par se détacher et montent. En se refroidissant, elles ne parviennent plus à maintenir une pression suffisante et implosent, ce qui crée un crépitement caractéristique, peu à peu, le reste du récipient atteint une température suffisante pour que de grosse bulles se forment et subsistent un peu partout. Le bruit se calme jusqu’à ce qu’elles parviennent en bloc à la surface, où elles crèvent.
C’est l’ébullition généralisée, un phénomène violent qui se traduit par un bruit plus mat que le précédent, vu la taille des bulles. Tout instrument de musique, en effet, rend un son d’autant plus grave qu’il est gros.
L’eau peut-elle bouillir à la température ordinaire ?
Oui, à condition de diminuer très fortement la pression. Pour passer à l’état de vapeur, l’eau doit chasser l’air qui la surmonte. Les molécules d’air, en mouvement incessant, bombardent la surface du liquide, ce qui crée la pression.
Si les molécules d’eau n’ont pas une énergie cinétique suffisante, elles restent dans le liquide. Ordinairement, on fait chauffer l’eau pour augmenter l’agitation moléculaire et permettre aux molécules de s’évader. Mais on peut aussi pomper l’air au-dessus du récipient, de manière à diminuer les forces de pression exercées sur le liquide.
L’influence de la pression sur la température d’ébullition est connue depuis longtemps. Les alpinistes savent bien que l’eau bout en dessous de 100 °C en attitude, d’où la lenteur de cuisson des œufs ou des pâtes en haute montagne. Vers 1500 mètres d’altitude, la température d’ébullition de l’eau passe à 95 °C. Elle
Vaut 85 °C en haut du Mont Blanc et 72 °C au sommet de l’Everest. Grossièrement, on enregistre une diminution de 1 °C quand on s’élève de 320 mètres. Pour faire bouillir de l’eau à 20 °C, il faudrait opérer à plus de 25 km d’altitude, en atmosphère standard. Il est plus simple de faire chuter la pression en plaçant le récipient dans une enceinte reliée à une pompe à vide.
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