L’expérience du bouillant de Franklin

Comme tout le monde le sait, l’eau bout à 100°C. Cependant, une expérience célèbre que l’on nomme “bouillant de Franklin”, a la capacité de faire reprendre l’ébullition de l’eau, bien en dessous des 100°C nécessaires. Regardez bien la vidéo ci-dessus.

De l’eau contenue dans un ballon qui bout lorsqu’on l’asperge d’eau froide est un comportement paradoxal qui illustre d’une manière spectaculaire l’influence de la pression sur la température d’ébullition d’un liquide.

Comment ça marche ?

L’eau présente dans le récipient commence à bouillir lorsque la pression de vapeur saturante devient égale à la pression qui s’exerce sur l’eau. La pression exercée sur l’eau lorsque le récipient est ouvert est la pression atmosphérique. Habituellement, l’eau bout à 100°C, mais quand la pression exercée sur l’eau est plus faible que la pression atmosphérique, l’eau bout à une température inférieure à 100°C.

La vapeur d’eau formée lors de l’ébullition chasse l’air du récipient. Lorsqu’on verse de l’eau froide après avoir bouché le récipient, on provoque la condensation de la vapeur d’eau. Ainsi, la pression dans le récipient fermé diminue parce que l’eau, condensée, occupe un volume moins important que la vapeur d’eau. L’ébullition reprend lorsque la pression dans le récipient devient égale à la pression de vapeur saturante à la température considérée, sachant que la température a baissé entre-temps. Le refroidissement de la paroi du ballon provoque une condensation de la vapeur d’eau et une chute brutale de la pression. L’eau du ballon se refroidit très peu. L’ébullition se poursuivra jusqu’à l’équilibre des températures.

Notez qu’au sommet du Mont Blanc, l’eau bout à 85°C, et sur l’Everest l’eau bout à 72°C seulement.

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