Le phénomène de l'ébullition

Le phénomène de l'ébullition dessiné avec PStricks et raconté par E.Fernet dans son Précis de Physique, en 1889, un très beau texte.

Le Gif animé a été créé à partir de plusieurs images successives obtenues avec PStricks et un script Perl de Jean-Michel Sarlat. Voici une image obtenue avec PStricks, le code vient tout de suite après le texte.

« Lorsqu’on place de l’eau sur le feu, dans une casserole, on voit apparaître d’abord, quand elle commence à s’échauffer, de petites bulles très fines, qui s’élèvent à la surface. C’est de l’air, qui était en dissolution dans l’eau, et qui se dégage progressivement à mesure que la température s’élève. – Un peu plus tard, on commence à entendre un murmure particulier, qu’on exprime en disant que l’eau chante. En même temps, on aperçoit, au fond du liquide des bulles plus grosses ; mais elles apparaissent et disparaissent subitement, sans monter jusqu’à la surface. Ce sont des bulles de vapeur, qui se forment au contact de la paroi chauffée, mais qui se condensent brusquement, dès qu’elles rencontrent des couches d’eau moins chaudes. C’est le mouvement alternatif, ainsi imprimé à l’eau, qui produit le bruissement dont nous venons de parler. – Enfin, lorsque toute la masse de l’eau est arrivée à la température de 100^o C, de grosses bulles de vapeur s’élèvent dans le liquide, en lui imprimant une agitation tumultueuse, et en venant crever à sa surface. C’est le phénomène de l’ébullition. »

Précis de Physique, E.FERNET 1889.

\documentclass[12pt]{article}
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\usepackage[garamond]{mathdesign}
\renewcommand{\ttdefault}{lmtt}
\usepackage[frenchb]{babel}
\usepackage{pst-grad,multido}%
\input{random.tex}         % From Donald Arseneau (on macros/generic on CTAN)
% Manuel Luque
%  6 avril 2003
% révision du 28 octobre 2011
\SpecialCoor
\definecolor{Bluea}{cmyk}{.2,0,0,0}
\definecolor{BleuVerre}{cmyk}{.2,0,0,0.4}
\definecolor{OrangePale}{cmyk}{0,0.2,0.4,0}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\makeatletter
\def\casserole{%
 \psclip{%
    \pscustom[linestyle=none]{%
        \psline(-2,2.5)(-2,0)
        \psellipticarc(0,0)(2,0.2){180}{0}
        \psline(2,0)(2,2.5)}}
    \psclip{\pscustom[linecolor=cyan,fillstyle=solid,fillcolor=Bluea]{%
      \psellipticarc(0,1.5)(2,0.2){0}{180}
      \psline(-2,1.5)(-2,0)
      \psellipticarc(0,0)(2,0.2){180}{0}
      \psline(2,0)(2,1.5)}}
            \BILLES
      \endpsclip
 \endpsclip
 \psellipse[linecolor=blue,fillstyle=vlines,hatchcolor=blue,hatchsep=0.2\pslinewidth,hatchwidth=0.5\pslinewidth](0,1.5)(2,0.2)
 \bgroup
 \psset{linecolor=BleuVerre}
 \psline(-2,0)(-2,2.5)
 \psellipticarc(0,0)(2,0.2){180}{0}
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 \psline[linearc=0.1](-0.2,2.3)(0,2.1)(0.2,2.3)
    \psellipticarc(0,2.5)(2.1,0.2){-38}{218}
    \closepath
    }
 \pscustom{%
    \psarcn(2.5,1.7){0.5}{180}{90}
    \psline(2.5,2.2)(7,2.2)
    \psarc(7,2.35){0.15}{-90}{90}
    \psline(7,2.5)(2,2.5)
    \psline(2,2.5)(2,1.7)
    \fill[fillstyle=solid,fillcolor=BleuVerre]}
 \psline(2,0)(2,2.5)
 \egroup}
% idée empruntée à Denis Girou dans pst-labo
\newdimen\BX
\newdimen\BY
\newdimen\RAYONBULLE
\makeatletter
\newcommand{\BILLES}[1][50]{%
\multido{\IBULLE=1+1}{#1}{%
\setrandim{\BX}{-2\psunit}{2\psunit}
\setrandim{\BY}{0\psunit}{2\psunit}
\pst@dimh=\BY
\setrandim{\RAYONBULLE}{0.01\psunit}{0.15\psunit}
\ifdim\BY>2\psunit \multiply \RAYONBULLE by 3
\else
    \ifdim\BY < 2\psunit \ifdim\BY >1\psunit \multiply \RAYONBULLE by 2\fi
    \else
     \multiply \RAYONBULLE by 1
    \fi
\fi
\rput(0,0){%
\pscircle[style=BilleThreeD](\BX,\BY){\RAYONBULLE}}}}
%
\newpsstyle{BilleThreeD}{linestyle=none,fillstyle=gradient,gradmidpoint=0,gradend=white}
%
\def\BecBunsenGrille{%
\psframe(-1.25,0)(1.25,0.25)
\psframe(-.5,1.25)(0.5,2.25)
\multido{\n=-0.3+0.3}{3}{%
\pscircle(\n,1.75){0.1}}
\psframe(-.25,2.25)(0.25,4.25)
\psline(0.25,1.25)(0.25,0.5)(1.25,0.25)
\psline(-1.25,0.25)(-.25,0.5)(-0.25,0.75)
\psline(-2.25,0.75)(-.25,0.75)
\psline(-2.25,1)(-.25,1)
\psellipse(-.25,0.875)(0.1,0.125)
\psframe[fillstyle=solid,linestyle=none](-2.25,0.75)(-0.25,1)
\psline(-2.25,0.75)(-0.25,0.75)
\psline(-2.25,1)(-0.25,1)(-.25,1.25)
\pscurve(-0.25,0.5)(0,0.4)(0.25,0.5)
%flamme
\rput(0,4.25){%
\psclip{\pstFlammeGrille}%
\pspolygon[linestyle=none,fillstyle=gradient,gradmidpoint=0,gradbegin=cyan,gradend=white]%
(-0.25,0)(0.25,0)(0,1)%
\endpsclip}
\psline[linestyle=dashed,linewidth=0.08](-2,5.75)(2,5.75)}
%
\def\pstFlammeGrille{%
\pscustom[linestyle=none]{%
\psarc(0,0.75){0.75}{270}{0}
\psarcn(1.5,0.75){0.75}{180}{90}
\psline(1.5,1.5)(-1.5,1.5)
\psarcn(-1.5,0.75){0.75}{90}{0}
\psarc(0,0.75){0.75}{180}{270}
\fill[style=flammeEtGrille]}}
%
\newpsstyle{flammeEtGrille}{linestyle=none,fillstyle=gradient,%
gradmidpoint=0,gradbegin=OrangePale,gradend=yellow}
\makeatother
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\begin{center}
\begin{pspicture}(-3,-6)(3,5)
\casserole
\rput(0,-6){\BecBunsenGrille}
\end{pspicture}
\end{center}
<< Lorsqu'on place de l'eau sur le feu, dans une casserole, on voit
apparaître d'abord, quand elle commence à s'échauffer, de petites bulles très fines, qui s'élèvent à la surface.
C'est \textit{de l'air}, qui était en dissolution dans l'eau, et qui se dégage
progressivement à mesure que la température s'élève. -- Un peu plus tard, on
commence à entendre un murmure particulier, qu'on exprime en disant que
\textit{l'eau chante}. En même temps, on aperçoit, au fond du liquide des
bulles plus grosses ; mais elles apparaissent et disparaissent subitement,
sans monter jusqu'à la surface. Ce sont des bulles de vapeur, qui se
forment au contact de la paroi chauffée, mais qui se condensent brusquement,
dès qu'elles rencontrent des couches d'eau moins chaudes. C'est le mouvement
alternatif, ainsi imprimé à l'eau, qui produit le bruissement dont nous
venons de parler. -- Enfin, lorsque toute la masse de l'eau est arrivée à la
température de $100^{\mathrm{o}}$~C, de grosses bulles de vapeur s'élèvent
dans le liquide, en lui imprimant une agitation tumultueuse, et en venant crever à sa surface. C'est le
phénomène de \textit{l'ébullition}. >>
\begin{flushright}
Précis de Physique, E.\textsc{Fernet} 1889.
\end{flushright}
\end{document}