température d'un récipient est-elle toujours égale à celle du liquide qu'elle contient ?

Question

Par exemple, si l'on fait chauffer de l'eau dans une casserole, et qu'elle bout à 100°C, température qu'elle ne peut donc dépasser sous forme liquide, la température de la casserole restera-t-elle à 100°C tant que l'eau ne s'est pas complètement évaporée, ou bien augmente-elle fortement au point de "chauffage" ?

Answer 1

Il faut d'abord comprendre comment se font les transferts de chaleur :

Si tu fais chauffer de l'eau dans une casserole sur une plaque, la plaque communique la chaleur à la casserole qui enfin la communique à l'eau (c'est pour ça que pour les casseroles, on prend un métal qui véhicule bien la chaleur, afin qu'il la transmette facilement), il est logique que pendant la phase de changement de température la casserole soit plus chaude étant donnée qu'elle est plus proche de la source de chaleur.

Quoi qu'il en soit, ce qui est sùr. C'est que si tu met de l'eau et un récipient dans un milieu dit adiabatique (pas d'échange de chaleur avec l'exterieur), alors le récipient, l'eau et l'air ambiant finiront à un état dit stable ou les trois seront à la même température. La chaleur va toujours du chaud vers le froid. Quand tout est à la même température, plus de transfert de chaleur, l'état est dit stable.

Si on récapitule :
Il faut retenir que la chaleur se transmet entre tout les corps, mais la vitesse d'échange de chaleur varie en fonction des corps. L'orsque l'eau arrive à sa température d'ébullition, la chaleur se transmet toujours entre la source et l'eau, seulement à la place de chauffer l'eau, l'énergie va être utilisée pour faire changer l'eau d'état. (Á savoir de l'état liquide à l'état gazeux) Et la casserole finira à la même température que la plaque qui la chauffe.

Sinon grosse erreure dans ton énoncé :
L'eau peut très bien dépasser la température de 100°C à l'état liquide, tout dépend de la pression de l'air ambiant. Si la pression est moindre, l'eau va bouillir à plus faible température et vice versa. On a l'habitude de dire que l'eau bout à 100°C car c'est vrai pour une pression d'environ un atmosphère ! ( = 1025 HPa)


Donc dans ton cas, la casserole aura une température entre 100°C et la température de la plaque qui la chauffe. (En pratique, la température de la paroie intèrieur de la casserole est inférieur à celle de la paroie extèrieure, mais bon je généralise)

Answer 2

Le feu chauffe la casserolle qui elle-même chauffe l'eau... La casserolle sera plus chaude que l'eau tant que les échanges thermiques ne seront pas stabilisés, c'est à dire quand le gaz aura été coupé et que la température de la casserolle sera redescendue à celle de l'eau !!

Answer 3

Essaie de faire bouillir de l'eau au micro ondes... le cas est inverse : la temperature de l'eau augmentera plus vite que celle de son conteneur.

Answer 4

En fait il y aura un gradient de température à travers la paroie de la casserole.
L'exterieur sera à température de la plaque chauffante.
La paroie intérieure de la casserole ne dépassera pas 100°C tant qu'il y aura de l'eau dans celui-ci.
Entre la paroie exterieure et interieure, il y aura donc une différence de température qui se traduit par un échange d'energie de l'exterieur vers l'interieur. Quand cette energie arrive à sur la paroie interieure, elle est absorbée par l'eau pour pouvoir passer de l'état liquide à gazeux. C'est pour celà que l'interieur de ta casserole ne depassera pas 100°C.