- L’évaporation de l’eau chaude est une hypothèse souvent avancée pour expliquer l’effet Mpemba.
- L’existence de courants de convection ou le phénomène de surfusion peuvent être en cause.
- En modifiant son environnement, l’eau chaude pourrait geler plus vite que la froide.
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Alimentation, faites-vous du bien
Supposément connu depuis l’Antiquité, l’effet Mpemba a été redécouvert en 1963 par un Tanzanien nommé Erasto Mpemba. C’est à partir de cette date que la théorie selon laquelle l’eau chaude gèle plus vite que l’eau froide a été largement diffusée au sein de la communauté scientifique. Pour autant, on ignore encore la raison de ce phénomène, ni même si cette affirmation est vraie. Voici les différentes hypothèses avancées.
L’évaporation de l’eau chaude en cause ?
La première hypothèse avancée par les scientifiques pour expliquer l’effet Mpemba met en cause l’évaporation de l’eau chaude, comme l’indiquent nos confrères de Science et Vie
. Et pour cause, lorsqu’il est placé au congélateur, le bac d’eau chaude a un taux d’évaporation supérieur à celui d’un bac d’eau froide. De quoi entraîner une légère diminution du volume d’eau présent dans le contenant chaud et, « comme il y a moins d’eau à geler, elle pourrait geler plus vite »,
explique le vulgarisateur scientifique François Asselin, sur sa chaîne YouTube. Sans compter que l’évaporation consomme beaucoup de chaleur et accélère ainsi le refroidissement de l’eau.
Le rôle de la surfusion
Une autre hypothèse avancée par les scientifiques repose sur la surfusion. Concrètement, l’eau chaude aurait tendance à se refroidir plus rapidement que la froide, car elle serait moins affectée par la surfusion. Ce phénomène permet à un liquide de maintenir sa viscosité même lorsque la température est inférieure à son point de solidification. De quoi potentiellement permettre à l’eau chaude de geler à une température plus élevée et donc plus rapidement.
L’existence de courants de convection
Pour les scientifiques, l’effet Mpemba pourrait également être dû à la présence de courants de convection plus importants dans l’eau chaude. L’eau commence à geler sur le dessus et sur les côtés du contenant, puisque ce sont les parties qui se trouvent en contact direct avec le froid. L’existence de courants de convection au sein de l’eau chaude permettrait par ailleurs des transferts thermiques entre le liquide et son environnement, accélérant ainsi la congélation du reste de l’eau.
L’eau chaude modifie son environnement
La dernière possibilité serait que l’eau chaude parvienne à modifier son environnement, contrairement à la froide. Si le contenant d’eau chaude est placé sur de la glace pilée, par exemple, il va en effet réussir à la faire fondre, au moins partiellement. De quoi établir une meilleure conduction de la chaleur, permettant ainsi à l’eau de geler plus rapidement.
Si toutes ces hypothèses semblent plausibles, aucune d’entre elles ne fait l’unanimité auprès de la communauté scientifique. Depuis 2012, de sérieuses études scientifiques estiment même qu’il n’y a aucune raison de croire que l’eau chaude gèlerait plus vite que l’eau froide. Le mystère reste donc entier…
