Pourquoi l’eau qui bout reste-t-elle à 100 °C ?

Pour cuire des pâtes plus vite, certains montent le feu au maximum quand l’eau bout déjà. Pourtant, l’eau ne devient pas plus chaude : elle reste à 100 °C ! Elle bout juste plus fort, et s’évapore plus vite.

Où passe l’énergie du feu ?

Quand l’eau bout, l’énergie apportée par la plaque ne sert plus à la réchauffer : elle sert à séparer les molécules d’eau les unes des autres pour les faire passer de l’état liquide à l’état gazeux (la vapeur). Tant qu’il reste du liquide, toute l’énergie part dans ce changement d’état.

C’est la même chose pour la glace qui fond : un verre d’eau avec des glaçons reste à 0 °C tant qu’il reste de la glace. Sur un graphique température-temps, on voit alors une ligne horizontale : c’est un palier.

L’essentiel à retenir

Pour un corps pur, la température reste constante pendant un changement d’état : c’est un palier

Pour l’eau : fusion à 0 °C, ébullition à 100 °C au niveau de la mer. Un mélange, comme l’eau salée, n’a pas de palier aussi net : sa température change pendant le changement d’état.

Ça dépend de la pression

En altitude, l’air pèse moins : l’eau bout à environ 85 °C au sommet du mont Blanc et vers 70 °C au sommet de l’Everest. Les pâtes y cuisent beaucoup plus lentement.
Dans une cocotte-minute, la pression est plus forte : l’eau bout vers 120 °C et les aliments cuisent plus vite.
Le sel répandu sur les routes en hiver abaisse la température de fusion de la glace : elle fond même un peu en dessous de 0 °C.

Le piège à éviter

Croire que chauffer plus fort fait monter l’eau au-dessus de 100 °C. Tant qu’il reste de l’eau liquide qui bout, elle reste à 100 °C. Pour économiser l’énergie, il suffit de garder un petit bouillon, avec un couvercle.

À quoi ça sert ?

Les températures de changement d’état sont comme une carte d’identité : elles permettent de reconnaître une substance pure. Le chocolat fond vers 35 °C (dans la bouche !), le fer vers 1 538 °C. Un liquide qui bout à 100 °C au niveau de la mer est peut-être de l’eau pure ; s’il bout à 78 °C, c’est plutôt de l’alcool (éthanol).

Questions fréquentes

Pourquoi l’eau ne dépasse-t-elle pas 100 °C ?

Parce que pendant l’ébullition, l’énergie reçue sert à transformer le liquide en vapeur et non à élever la température. Le thermomètre reste à 100 °C tant qu’il y a de l’eau liquide.

L’eau bout-elle toujours à 100 °C ?

Non : 100 °C, c’est au niveau de la mer. En montagne, elle bout à une température plus basse ; dans une cocotte-minute, à une température plus haute.

C’est quoi un palier de température ?

C’est la partie horizontale de la courbe de température pendant un changement d’état d’un corps pur : la température ne varie pas, même si l’on continue à chauffer.

Est-ce que mettre le feu plus fort cuit les pâtes plus vite ?

Non, une fois l’eau à ébullition, la température reste à 100 °C. Un feu plus fort fait seulement bouillir l’eau plus fort et l’évapore plus vite.

Pourquoi l’eau qui bout reste-t-elle à 100 °C ?