Question d'origine :
Pourquoi le lait boue-t-il plus rapidement que l'eau ?
Merci !
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 11/09/2008 à 08h06
Quand vous commencez à la faire chauffer, sa température monte, c'est-à-dire que les molécules d'eau reçoivent de la chaleur et s'agitent de plus en plus vite. Finalement, certaines molécules auront tellement d'énergie qu'elles se sépareront de leurs voisines, auxquelles elles étaient liées par des forces d'attraction très importantes. Les molécules énergétiques peuvent même bousculer leurs voisines pour avoir plus de place - ce sont des bulles de vapeur d'eau, qui naissent et éclatent à la surface.
On désigne ce processus complexe par le terme "ébullition". L'eau absorbe la chaleur que vous lui donnez et l'utilise pour passer de sa phase liquide à sa phase gazeuse.
Chaque liquide a son propre degré d'adhérence entre molécules, donc sa propre énergie de libération et donc sa propre température d'ébullition. Il faut une température de 100°C pour séparer les molécules d'eau. Et quelle que soit la vigueur avec laquelle vous mettez l'eau à bouillir, la température de l'eau ne dépassera pas son point d'ébullition.
Par contre comme les molécules de vapeur d'eau ont progressivement de plus en plus d'énergie à mesure que la température de l'eau monte, il devient de plus important de ne pas les laisser s'échapper. Le couvercle de la casserole bloque la sortie, pour ainsi dire, empêche la plupart des molécules de s'enfuir et les renvoyant, avec toute leur énergie de chaleur, directement dans la casserole.
(Extrait de Ce qu'Einstein n'a jamais dit à son tailleur)
Manifestement le lait est un liquide plus complexe que l'eau.
Naturellement le lait n'est pas qu'eau et matière grasse, car les deux corps ne se mélangent pas. Il contient également des protéines et diverses autres molécules "tensio-actives", c'est-à-dire qui ont une partie soluble dans l'eau et une partie soluble dans la matière grasse.
En plaçant au contact de l'eau leur partie soluble dans l'eau et au contact de la graisse leur partie soluble dans la graisse, ces molécules tensio-actives forment un enrobage qui délimite les globules de matière grasse, les stabilise et assure leur dispersion dans l'eau. Cette stabilisation est renforcée par les molécules de caséine, qui, à la surface des globules, assurent une répulsion mutuelle de ceux-ci parce qu'elles sont négativement chargées.
Toutefois les répulsions dues à la caséine, notamment, ne suffisent pas à éviter la coalescence occasionnelle des globules, c'est-à-dire leur fusion : dans un liquide, les globules sont en mouvements incessants, à des vitesses variables ; ceux qui sont les plus rapides parviennent à se rencontrer et à fusionner en globules plus gros. Or plus les globules sont gros, plus les forces de répulsions deviennent faibles par rapport à la poussée d'Archimède. Progressivement les globules grossissent et montent : la crème s'établit à la surface de l'émulsion.
Quand on chauffe le lait, l'effet est encore plus rapide, car les globules sont eux-mêmes plus rapides : leurs chocs provoquent plus souvent leur fusion et, à température supérieure à 80 degrés, la caséine coagule. Cette coagulation a deux effets : la caséine qui a coagulé ne protège plus les globules, et elle forme une continue à la surface du lait, la peau.
(extrait de Les secrets de la casserole).
On peut comprendre que cette peau accumulée à la surface du lait chaud, assure entre autres les mêmes fonctions qu’un couvercle placé sur le dessus d’une casserole. Elle piège les molécules de vapeur d’eau au fond de la casserole avec toute leur énergie de chaleur, faisant atteindre très rapidement le point d’ébullition.
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