C’est l’un des grands paradoxes les plus connus de la science, le fait que l’eau chaude gèle plus rapidement que l’eau froide. Pourquoi est-ce ainsi ? La réalité est que la communauté scientifique peine toujours à l’expliquer.
Le fait que l’eau chaude gèle plus rapidement que l’eau froide porte un nom, il s’agit de l’effet Mpemba, ou « paradoxe Mpemba », du nom d’Erasto Mpemba, étudiant tanzanien qui a découvert cet effet en 1963. Cette année-là, l’étudiant a remarqué durant des cours de cuisine que son lait chaud – mis au congélateur – se transformait plus rapidement en crème glacée que la même préparation déjà froide.
Ce phénomène qui semble défier les lois de la thermodynamique, les scientifiques ont encore du mal à trouver son origine. L’hypothèse la plus simple évoquée concerne la masse de l’eau. En effet, l’eau chaude génère de la vapeur et donc, sa masse devient plus faible que pour l’eau froide et est donc susceptible de glacer plus vite. Une autre piste a aussi été explorée avec la surfusion, qui permet à l’eau de demeurer à l’état liquide, même en dessous de 0 °C. Le fait est qu’ainsi, l’eau chaude – moins sensible à ce phénomène – gèlerait moins rapidement que l’eau froide.
C’est en 2012 que la Royal Society of Chemistry, au Royaume-Uni, a voulu en avoir le cœur net et a lancé un grand concours destiné aux chercheurs, afin que ceux-ci étudient sérieusement la question et apportent des expériences et des conclusions concrètes. C’est un doctorant croate qui a remporté ce concours, avançant que l’effet de convection est l’explication la plus plausible de l’effet Mpemba.
Les mouvements de convection sont l’ensemble des mouvements internes (horizontaux ou verticaux) générés dans une masse fluide. Ici, si l’on place un récipient d’eau chaude dans le froid, des mouvements de convection seront provoqués, et ce sont ces derniers qui transporteront la chaleur hors du récipient, permettant ainsi à l’eau de voir sa température baisser de manière significative.
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