Comment fonctionne l’ébullition de l’eau

bolle pasta

Tous les bons italiens ont étés habitués au sacre rite des pâtes et savent que l’eau dans la casserole doit absolument bouillir avant d’y verser les pâtes choisies et bien mariées avec la sauce.

Peut-être que, en attendant les bulles, certains d’entre vous se sont demandés la raison pour laquelle elles se forment, s’y il a par exemple une raison en particulier pour laquelle elles se forment en premier dans le fond e dans les parois de la casserole.

L’eau à 100°C (à altitude zéro sur le niveau de la mer) passe de l’état liquide à l’état gazeux, tout le monde le sait. Nous observons aussi que le changement n’arrive pas soudainement, mais à travers la formation de bulles de vapeur.

Le changement n’est pas soudain parce que la formation de bulles de vapeur à l’intérieur de l’eau a besoin d’une quantité d’énergie significative, parce que – pour prévenir que la bulle se casse immédiatement sous la pression de l’eau autour d’elle – elle doit être suffisamment « forte » pour équilibrer cette pression.

C’est pour cette raison qu’il est nécessaire d’avoir des zones d’eau qui ont déjà dépassé 100°C, de façon à ce qu’une petite partie de la chaleur peut être utilisée par la bulle pour survivre, en gardant cependant une température moyenne de 100°C.

Quels sont les points de la casserole où la température est plus haute?

Intuitivement ceux à contact avec la chaleur du feu. Donc les zones d’eau proches du fond seront celles qui chauffent en premier. Puis la chaleur se distribue dans le reste de la casserole.

À un moment donné, la température de l’eau mesure 100°C presque partout. Dans les points de contact entre le fond de la casserole et l’eau, la température est un peu plus haute, donc les premières bulles se forment certainement là.

Afin que les premières bulles puissent se former, la température doit dépasser les 100°C de 4°C à 10°C.

Si les bulles ont une énergie suffisante pour survivre et donc « battre » la tension superficielle de l’eau, qui a tendance à étouffer la bulle, elles se détachent du fond et commencent à se répandre et à s’élever, poussées par les mouvements de convection qui transportent la chaleur vers le haut.

Qu’est-ce que signifie avoir «de l’énergie suffisante pour survivre»? Fondamentalement il faut considérer une bulle de vapeur comme une sphère contenante plusieurs molécules libres de se déplacer (étant à l’état gazeux) qui vibrent et s’agitent.

bolla

Plus haute est la température de la bulle et plus rapidement les molécules vibrent et ont tendance à se répandre, en générant donc une pression sur la surface de la bulle qui s’oppose au poids de l’eau à son extérieur, qui aurait autrement tendance à la casser.

Cette pression peut être mesurée avec le nombre de collisions entre les molécules et la surface extérieure de la bulle au contact de l’eau.

Plus haute est la température dans le fond et les parois de la casserole et majeur est le nombre de bulles qui peuvent se détacher et s’élever vers la surface.

Entre 10°C et 30°C au-dessus de la température d’ébullition, les bulles commencent même à se mêler et se joindre, en formant des bulles plus grandes.

Normalement, à ce point-là, les pâtes sont déjà bien cuites, donc on éteint le feu. Mais si on imagine de leur donner encore plus de chaleur, à partir de 100°C au-dessus de la température d’ébullition, pratiquement toute la zone au contact des parois de la casserole deviendrait vapeur et le liquide serait “flottant”, entouré par la vapeur.

On donne une représentation dans le graphique suivant.

trasferimento del calore nell'acqua

Il est intéressant de remarquer que, puisque l’élément important est la chaleur du récipient, les casseroles « rêches », c’est-à-dire avec les parois irrégulières et pas homogènes, permettent que les bulles se forment plus rapidement.

Cela arrive parce que les points où la casserole a de minuscules « crêtes » chauffent beaucoup plus rapidement.

À la prochaine!