Sur-ébullition de l'eau avec un micro-ondes

Sur-ébullition de l'eau avec un micro-ondes
Par , le (édité le 25/08/2014)

Ce qu'il te faut

  • Un four à micro-ondes
  • Un verre d'eau
  • Un objet à surface très rugueuse ou contenant de l'air: biscuit, sucre, etc.
Chaleur Danger de brulures. Utilise des éléments de protection adaptés (gants, etc.).
Adulte Réalise cette expérience en présence d'un adulte.

Introduction

Il parait qu'il est possible de se bruler en chauffant une tasse d'eau dans un four à micro-ondes. L'idée est qu'il serait possible de faire en sorte que l'eau soit chauffée à plus de 100 °C sans la faire bouillir. L'eau serait alors dans un état très instable et de toutes petites perturbations, comme sortir la tasse du four, pourraient déclencher l'ébullition de manière explosive et bruler le malheureux utilisateur. Mais est-ce que c'est vrai?


Ce qu'il faut faire

Place la tasse à moitié remplie au centre du four. Fais-la chauffer à puissance maximale jusqu'à ce que l'eau bout et arrête le four. Cette étape permet de dégazer l'eau. En effet, l'eau du robinet contient un peu de gaz dissouts qui vont faire de petites bulles qui favorisent le démarrage de l'ébullition dès que l'eau atteint 100 °C. Comme on veut aller au delà, c'est mieux de se débarrasser de ces gaz.

Attends 30 s après que l'eau s'arrête de bouillir. Sa température est alors de moins de 100 °C, mais pas loin.

Remets le four en marche pendant quelques secondes (typiquement entre 10 et 30 s). Si l'eau bout c'était trop long. Répéter alors l'étape précédente. Sinon, sortir délicatement la tasse du four en prenant des précautions pour ne pas se bruler (la légende dit que ça peut exploser) et y jeter le biscuit ou le sucre et s'éloignant. Si rien ne se passe, le temps de chauffage était trop court et il faut recommencer avec de l'eau propre. Dans le cas où ça marche, l'objet jeté engendre l'ébullition violente de l'eau.


Donc la réponse est oui: il est possible d'engendrer une ébullition violente d'eau liquide sortant du four à micro-ondes. Mais c'est assez improbable car il faut la chauffer un temps assez précis.


Exemples

Expériences de base

Voilà ci-dessous ce que ça a donné chez moi. En pratique il faut réessayer plusieurs fois afin de trouver le bon temps de chauffage. Pour éviter d'avoir à refaire la première étape (première élévation de température avec dégazage), j'ai utilisé comme "initiateur" d'ébullition une râpe à noix de muscade. Celle-ci contient plein de petits trous pouvant emprisonner des bulles d'air une fois jeté dans l'eau, ce qui fait un bon candidat comme "initiateur". L'intérêt par rapport au sucre ou au biscuit est que si ça ne marche pas, l'eau reste propre et on peut refaire la deuxième étape directement sans changer l'eau.

Ebullition d'eau du robinet
La râpe à noix de muscade (qui est à température ambiante !) vient d'être jetée dans l'eau. En un instant, l'eau se met à bouillir pendant quelques secondes. Icône de téléchargement Télécharger la vidéo (1.9 Mo).
Ebullition avec un bretzel
Un mini bretzel est aussi un très bon "initiateur" car il a une surface rugueuse et contient de l'air. Icône de téléchargement Télécharger la vidéo (1.6 Mo).

Faire bouillir de l'eau avec un glaçon

Une fois que ça marche, on peut compliquer un peu le problème et se poser la question: est-ce qu'un glaçon à 0 °C ou moins peut engendrer l'ébullition de notre tasse chaude ? La réponse en image et vidéo ci-dessous:

Ebullition avec un glacon
Ébullition de l'eau avec un glaçon. C'est très difficile à réaliser, mais c'est possible! Sur la vidéo à Icône de téléchargement télécharger (1.8 Mo) (ralentie 4x), le glaçon très froid déclenche l'ébullition de l'eau à plus de 100 °C (on dit qu'elle est dans un état métastable). Comme l'eau est chaude et que le glaçon était petit, il ne survit que quelques secondes et disparait avant que l'eau ne cesse de bouillir.

Commentaires

Pourquoi ça marche bien avec un four à micro-ondes ?

Un four à micro-ondes ne chauffe généralement que l'eau et pas la tasse. Ainsi, l'eau près des parois sera moins chaude que l'eau au centre de la tasse. En particulier, les parois de la tasse peuvent rester en dessous de 100 °C alors que le centre peut être à plus de 100 °C. Or, l'ébullition a tendance à prendre naissance sur des rugosités ou impuretés sur les parois. Mais comme les parois sont à moins de 100 °C, ce n'est pas possible et l'état métastable au centre de la tasse d'eau est un peu plus facile à garder en vie.


Est-ce que ça marche seulement avec de l'eau distillée ?

C'est ce qu'on entend parfois, mais non, ça marche aussi avec de l'eau du robinet. De plus, comme expliqué dans le commentaire précédent, c'est plutôt les parois qui posent problème. Donc de l'eau du robinet ou de l'eau distillée ne change pas beaucoup le résultat.