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Pour le commun des mortels, l’eau gèle à 0°C et bout à 100°C. Pourtant, ce n’est pas toujours le cas… Nos professeurs de physique-chimie nous auraient donc menti ?! En fait, ces températures de référence – maintes fois citées dans les manuels – ne sont véridiques que dans certaines conditions bien précises.
L’importance des facteurs cinétiques
« L’eau bout à 100°C » : cette affirmation ressemble fortement à une vérité générale. Pourtant, 100°C n’est pas vraiment l’unique température d’ébullition de l’eau.
Comment est-ce possible ? En fait, les réactions physiques et chimiques dépendent de nombreux facteurs, comme la pression ou la concentration des réactifs.
Dans le cas de l’ébullition de l’eau, la pression atmosphérique joue justement un très grand rôle.
Ainsi, l’eau ne bout pas à la même température si elle se trouve dans une banale cuisine, tout en haut d’une montagne ou au fond des abysses.
L’eau dans tous ses états
Sur Terre, la température d’ébullition d’une substance n’est donc pas intrinsèque au corps en question mais étroitement liée à la pression de son environnement.
Justement, une loi physique (la loi de Clapeyron) rend possible le traçage d’un diagramme pression-température de l’eau. Ce dernier permet de déterminer à quelle température un liquide se mettra à bouillir, en fonction d’un niveau de pression donné.
En l’observant, on remarque alors que la température d’ébullition d’un liquide va de pair avec l’augmentation de la pression atmosphérique.
C’est la raison pour laquelle, au fond des océans (un lieu où la pression atmosphérique est très forte), il existe des sources d’eau très chaudes (dépassant les 100 °C) sans pour autant que le liquide ne change d’état.
Inversement, au sommet du mont Blanc (où la pression atteint 0,5 atmosphère), l’eau se met à bouillir dès 85°C.
Plus haut encore, la pression est tellement forte que l’eau liquide ne peut même plus exister.
Ainsi, même quand la température passe en dessous de 0°C, l’eau passe directement de l’état solide à l’état liquide. C’est ce qu’on appelle la sublimation.
En résumé, l’eau ne gèle à 0°c et ne bout à 100°C que dans le cadre d’une pression atmosphérique… normale.
