L’eau bout toujours à 100C, n’est-ce pas? Faux ! Bien que ce soit l’un des faits de base que vous avez probablement appris assez tôt à la rentrée scolaire, votre élévation par rapport au niveau de la mer peut affecter la température à laquelle l’eau bout, en raison des différences de pression atmosphérique. Ici, nous examinons les points d’ébullition de l’eau à divers endroits, ainsi que les raisons détaillées des écarts.
Du point terrestre le plus élevé au-dessus du niveau de la mer, le mont Everest, au point le plus bas, la mer Morte, le point d’ébullition de l’eau peut varier d’un peu moins de 70 C à plus de 101 C. La raison de cette variation se résume aux différences de pression atmosphérique à différentes altitudes.
Pression atmosphérique la pression exercée par le poids de l’atmosphère terrestre, qui au niveau de la mer est simplement définie comme 1 atmosphère, soit 101 325 pascals. Même au même niveau, il y a des fluctuations naturelles de la pression atmosphérique; les régions de haute et basse pression sont généralement représentées comme des parties des prévisions météorologiques, mais ces écarts sont légers par rapport aux changements à mesure que nous montons dans l’atmosphère. À mesure que votre élévation (hauteur au-dessus du niveau de la mer) augmente, le poids de l’atmosphère au-dessus de vous diminue (puisque vous êtes maintenant au-dessus d’une partie de celle-ci), et donc la pression diminue également.
Pour comprendre comment cela affecte le point d’ébullition de l’eau, nous devons d’abord comprendre ce qui se passe lorsque l’eau bout. Pour cela, nous devrons parler de quelque chose appelé « pression de vapeur ». Cela peut être considéré comme la tendance des molécules dans un liquide à s’échapper dans la phase gazeuse au-dessus du liquide. La pression de vapeur augmente avec l’augmentation de la température, car les molécules se déplacent plus rapidement et un plus grand nombre d’entre elles ont l’énergie nécessaire pour s’échapper du liquide. Lorsque la pression de vapeur atteint une valeur équivalente à la pression atmosphérique environnante, le liquide bout.
Au niveau de la mer, la pression de vapeur est égale à la pression atmosphérique à 100 C, et c’est donc la température à laquelle l’eau bout. À mesure que nous montons dans l’atmosphère et que la pression atmosphérique diminue, la pression de vapeur nécessaire à l’ébullition d’un liquide diminue également. De ce fait, la température nécessaire pour atteindre la vapeur nécessaire devient de plus en plus basse à mesure que nous montons au-dessus du niveau de la mer, et le liquide va donc bouillir à une température plus basse.
C’est, bien sûr, un fait qui est vrai pour tous les liquides, pas seulement pour l’eau. Et ce n’est pas seulement la pression atmosphérique qui peut affecter le point d’ébullition de l’eau. La plupart d’entre nous savent probablement que l’ajout de sel à l’eau pendant la cuisson augmente le point d’ébullition de l’eau, ce qui est également lié à la pression de vapeur. En fait, l’ajout de n’importe quel soluté à l’eau augmentera la température d’ébullition, car elle réduit la pression de vapeur, ce qui signifie qu’une température légèrement plus élevée est nécessaire pour que la pression de vapeur devienne égale à la pression atmosphérique et fasse bouillir l’eau.
Un autre facteur qui peut affecter la température d’ébullition de l’eau est le matériau dans lequel le récipient dans lequel il est bouilli est fait. Des expériences ont montré que, à la même pression, l’eau bout à différentes températures dans des récipients en métal et en verre. Il est théorisé que c’est parce que l’eau bout à une température plus élevée dans des vaisseaux auxquels ses molécules adhèrent plus fortement – il y a beaucoup plus de détails sur ce phénomène ici.
Ainsi, le point d’ébullition de l’eau est tout sauf absolu, et il peut être affecté par toute une série de facteurs. Informations utiles si jamais vous vous retrouvez à vouloir faire une tasse de thé sur l’Everest – le point d’ébullition inférieur signifierait que la tasse avec laquelle vous vous retrouvez est plutôt faible et désagréable!
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