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Le café chaud finit par refroidir. Si vous êtres pressé, vous le remuez avec la cuillère ou vous soufflez sur le liquide brûlant. Le résultat est le même : le café refroidit plus vite. Ce phénomène met en œuvre certaines lois de la physique.
Conduction et rayonnement thermique
En laissant votre café dans la tasse, il finit par refroidir. Ce phénomène est provoqué par l’échange de chaleur entre les molécules constituant le café et la tasse, qui est plus froide.
Cet échange d’énergie a donc lieu quand un objet n’est pas à la même température que le corps avec lequel il est en contact. Ce transfert de chaleur est appelé la conduction.
Le café peut également refroidir par rayonnement thermique. Il s’agit d’un rayonnement infrarouge, aux longueurs d’onde plus grandes que celles de la lumière visible. Toute matière en émet.
Du fait de la différence de température entre la tasse de café chaud et son environnement, elle émet davantage de rayonnement qu’elle n’en reçoit. C’est ce qui explique la perte de chaleur et le refroidissement du café.
Mettez le café en mouvement
Si vous voulez que votre café refroidisse plus vite, vous pouvez le remuer avec la petite cuillère ou souffler dessus. Vous mettrez en œuvre une autre loi de la physique, appelée convection.
Ce phénomène se produit en présence d’un fluide, un liquide par exemple. Le mouvement imprimé au café fait bouger plus vite les particules chaudes qui, plus denses, s’élèvent et passent à l’état de vapeur.
Pendant ce temps, les molécules plus froides ont tendance à descendre au sein du liquide. Ce double courant, ascendant et descendant, crée un mouvement dans le liquide.
Au-dessus de la tasse de café chaud, l’air est donc rempli de molécules d’eau, échappées du liquide. En soufflant à sa surface, on le remplace par un air plus sec, qui empêche les molécules d’eau d’envahir à nouveau le café.
S’il refroidit, c’est aussi parce que les molécules qui s’en échappent sont les plus chargées en énergie, donc les plus chaudes. Le café n’étant plus composé que de molécules moins énergétiques, il finit par refroidir.
