Faire bouillir de l’eau en dessous de 100 °C

L’eau bout à 100 °C, tout le monde sait cela. Alors si on vous dit qu’on peut faire reprendre l’ébullition en versant de l’eau froide sur le récipient, vous ne le croirez pas… Regardez donc plutôt cette vidéo.


Fiche d’accompagnement de l’expérience:

Matériel
  • un récipient en verre résistant à la chaleur qu’on puisse fermer par un bouchon, par exemple un tube à essais ou un ballon à fond rond

  • un bouchon adapté à l’ouverture du récipient, éventuellement un bouchon à un trou dans lequel on a introduit un tube de verre muni d’un robinet

  • un bec Bunsen

Montage et réalisation

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Verser de l’eau dans un récipient en verre jusqu’à mi-hauteur.

Faire bouillir l’eau en la chauffant à l’aide d’un bec Bunsen.

Lorsque la vapeur d’eau formée a chassé l’air dans le récipient, on peut éloigner le récipient de la flamme et le fermer à l’aide du bouchon.

L’eau du récipient se refroidit légèrement et elle cesse de bouillir.

Lorsqu’on verse de l’eau froide sur le récipient bouché on observe que l’eau se met à bouillir de nouveau.

Explications

L’eau située dans le récipient commence à bouillir lorsque la pression de vapeur saturante devient égale à la pression qui s’exerce sur l’eau. La pression qui s’exerce sur l’eau lorsque le récipient est ouvert est la pression atmosphérique. A 1013 hPa, l’eau bout à 100°C. Lorsque la pression qui s’exerce sur l’eau est plus faible que la pression atmosphérique, l’eau bout à une température inférieure à 100°C .

Voici comment faire baisser la pression. La vapeur d’eau formée lors de l’ébullition chasse l’air du récipient. Lorsqu’on verse de l’eau froide après avoir bouché le récipient on provoque la condensation de la vapeur d’eau. La pression dans le récipient fermé diminue alors car l’eau qui s’est condensée occupe un volume plus faible que la vapeur d’eau. L’ébullition reprend lorsque la pression dans le récipient devient égale à la pression de vapeur saturante à la température considérée (entre-temps la température a baissé).

On peut mettre en évidence la dépression qui règne dans le récipient fermé en utilisant un bouchon traversé par un tube de verre fermé par un robinet. Lorsqu’on ouvre le robinet après avoir introduit l’extrémité du tube dans un verre d’eau on observe que de l’eau est aspirée dans le récipient.

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