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Dis, pourquoi les tomates sont rouges et les zèbres à rayures ?

12 avril 2015, 12:31, par R.P.

On sait que, quand l’eau bout, des grosses bulles de vapeur s’en échappent car de l’eau-liquide s’est transformée en eau-gaz. C’est un changement d’état de la matière qui consomme de l’énergie, celle apportée par la cuisson. La différence entre le liquide et le gaz est une question d’agitation des molécules d’eau.
Les molécules au fond de la casserole gagnent en énergie, leur température augmente, leur densité diminue, donc elles remontent (convection).

A la surface, les températures entre l’air et l’eau étant différentes, le système cherche l’équilibre et les molécules de l’eau perdent de l’énergie.

S’il n’y a pas de couvercle, l’énergie gagnée par l’air est insignifiante, vu la quantité de matière.

S’il y a un couvercle, il y a une quantité précise d’air. L’énergie gagnée par celui-ci n’est plus "perdue" et insignifiante.

Finalement, les molécules d’eau cèdent de moins en moins d’énergie ce qui permet d’arrivée plus rapidement à la température d’ébullition.
L’évaporation de l’eau nécessite énormément d’énergie, le fait de placer un couvercle va saturer l’air d’humidité ce qui rendra l’évaporation impossible en dessous de 100°C. Donc si l’eau ne s’évapore plus, on ne dépense plus d’énergie pour ça, elle sera donc entièrement utiliser pour monter l’eau en température.
Chacun a appris que l’eau du robinet chauffée dans une casserole bout à 100°C. La chaleur agite les molécules jusqu’au moment où elles perdent contact entre-elles : une bonne partie de l’eau passe alors de l’état liquide à celui de vapeur, et les grosses bulles qui se forment s’échappent en surface avec agitation. Ce changement d’état demande de l’énergie : lorsque l’eau est sur le point de frémir dans la casserole, elle ne deviendra pas plus chaude en bouillonnant ; toute l’énergie supplémentaire qu’on lui fournit ne sert qu’à l’évaporer.

On aura compris qu’on ne gagne pas de temps à cuire ses aliments à gros bouillon. En réduisant le feu ou la puissance de la plaque juste avant que l’eau s’agite, on économise de l’énergie avec sa cuisinière bien sûr, mais aussi parce qu’on évite de devoir évacuer la vapeur en faisant tourner à fond la hotte d’aspiration.

Le couvercle permet de limiter la perte d’énergie par évaporation, mais également par rayonnement et convection.

L’exemple du rôle du couvercle est la cocotte-minute. C’est la pression intérieure qui modifie la rapidité de l’ébullition.

On limite l’évaporation avec un couvercle. L’évaporation de l’eau nécessite énormément d’énergie, le fait de placer un couvercle va saturer l’air d’humidité ce qui rendra l’évaporation impossible en dessous de 100°C. Donc si l’eau ne s’évapore plus, on ne dépense plus d’énergie pour ça, elle sera donc entièrement utilisée pour faire monter l’eau en température.

En fait, c’est la pression atmosphérique qui décide de la température d’ébullition de l’eau, car le poids de l’air "presse" sur la vapeur. Ainsi, pour chaque pallier de 300 mètres d’altitude, l’eau bout environ un degré plus bas. Par exemple, l’ébullition a lieu à 93° à 2000 mètres, à 85° au sommet du Mont-Blanc, et à 72° à la pointe de l’Everest - et elle ne deviendra pas plus chaude. Par contre, dans une marmite à pression, elle pourra atteindre environ 120°C, d’où un temps de cuisson des aliments plus rapide.
Ajouter du sel ou du sucre dans l’eau élève le point d’ébullition.

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