Matériaux et température
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Stéphane, auteur du blog Teamasters, a récemment acquis une théière en argent massif. Au vu de nombreuses personnes dubitatives quant à l'intérêt réel d'une théière de ce type, il a étudié le refroidissement de l'eau que l'on verse dans la théière, comparant argent, terre cuite et porcelaine. J'ai tenté aujourd'hui de reproduire l'expérience. Comme je n'ai pas de théière en argent (je ne suis pas encore fanatique à ce point), j'ai utilisé un gobelet en argent massif, un gaiwan blanc en porcelaine et un récipient gradué en inox. Les mesures sont faites sans couvercle.
Conditions initiales
- température de la pièce (et donc des récipents) : 22 °C
- température de l'eau au sortir de la bouilloire : 98 °C
- volume d'eau : 1 dL
Résultats
Pour chaque récipient, on donne le matériau dans lequel il est fabriqué, la masse du-dit récipient, la chaleur massique du matériau, puis la température de l'eau au bout de 10 secondes, une minute et cinq minutes.
| Matériau | Masse | Chaleur massique | 10 s | 60 s | 300 s | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Gaiwan | Porcelaine | 82 g | 1100 J/kg/K | 86 °C | 81 °C | 66 °C |
| Mesure | Inox | 62 g | 510 J/kg/K | 94 °C | 87 °C | 70 °C |
| Gobelet | Argent | 100 g | 240 J/kg/K | 91 °C | 86 °C | 72 °C |
Discussion
Le thermomètre utilisé refroidit assez vite, mais se réchauffe plus lentement. Obtenir une mesure précise à 10 secondes est plutôt hasardeux s'il est plus froid que l'eau que l'on verse. J'ai donc décidé de le réchauffer dans la bouilloire (ce qui permet aussi de prendre la températude de l'eau « bouillante »), de le transférer rapidement dans le récipient, puis de verser l'eau par dessus. Par ailleurs, dix secondes est un laps de temps très proche de celui nécessaire au versement de l'eau, donc l'instant zéro est plutôt mal défini (sans compter que je n'ai que deux mains, donc tenir la bouilloire, le thermomètre et lancer le chronomètre en même temps est difficile).
On voit cependant dans les chiffres que l'acier inoxydable semble être un meilleur matériau que l'argent, mais la diffrérence importante de masse entre les deux récipients rend la comparaison assez difficile, étant donné qu'il faut aussi estimer la vitesse du transfert de chaleur entre l'eau et les différents matériaux, qui dépend des matériaux et de la surface d'échange entre eux. De plus, les récipients ayant des tailles différentes, il y a pour chacun une partie qui n'est pas en contact avec l'eau, mais qui va aussi absorber de la chaleur par conduction thermique, la vitesse d'absorption dépendant alors entre autres de l'épaisseur de la paroi du récipient.
Cela dit, si la chaleur massique du matériau est effectivemnt la clé du problème du refroidissement de l'eau dans la théière, alors une théière en or massif serait encore mieux adaptée, puisque sa chaleur massique est environ moitié de celle de l'argent. Elle serait en revanche extrêmement sensible aux chocs…
Sources
Chaleur massique: http://www.alyon.org/InfosTechniques/chimie/chaleur_massique_diverses_substances.html, pedagogie.ac-toulouse.fr/biotech-sante-envir/STHE_Equipements_partie_1.pdf page 14.
[ Postattu 24. maaliskuuta 2007 klo 21.58 | 9 kommenttia | kestävä linkki ]
