L’eau chaude peut geler plus vite que l’eau froide -- l’effet Mpemba
Sous certaines conditions, l’eau chaude gèle plus rapidement que l’eau froide -- un phénomène connu depuis l’Antiquité.
Contenu à venir en Phase 2.
Étape par étape
Le système de coordonnées
Nous comparons la température de deux échantillons d'eau au fil du temps. L'axe des x indique le temps écoulé en minutes, l'axe des y la température en degrés Celsius.
L'eau froide refroidit
Un échantillon partant à 25 degrés Celsius refroidit de manière exponentielle. La courbe bleue montre un profil de refroidissement typique -- rapide au début, puis de plus en plus lent à mesure que l'écart de température avec l'environnement diminue.
L'eau chaude refroidit
Un second échantillon part à 90 degrés Celsius. La courbe cyan montre un refroidissement beaucoup plus abrupt, car la différence de température plus importante accélère le transfert de chaleur.
Le croisement
À un moment donné, les deux courbes se croisent. L'eau chaude a rattrapé l'eau froide -- malgré une température de départ bien plus élevée.
La surprise
L'eau chaude atteint le point de congélation en premier ! Le refroidissement par évaporation, une convection plus forte et une dynamique modifiée des liaisons hydrogène agissent ensemble. L'effet Mpemba défie notre intuition -- et pourtant il a été confirmé expérimentalement.