La décongélation et l'évaporation impliquent un échange de chaleur entre la tuile de pierre, l'eau posée sur la tuile de pierre, toute eau qui a été absorbée par la tuile de pierre et l'air environnant. La raison fondamentale pour laquelle le centre et les bords de la tuile s'évaporent différemment est que les espaces entre les tuiles modifient la manière dont la chaleur y est échangée. Cependant, les détails sur la façon dont cela fonctionne sont un peu plus compliqués que je ne peux en parler pour le moment, et seraient perdus de toute façon pour un enfant de trois ans.

Un bon moyen d'expliquer ce phénomène à un enfant de trois ans serait de faire cuire un lot de brownies dans une casserole carrée et de regarder comment les brownies se font de l'extérieur de la casserole vers l'intérieur. Même après les avoir terminés, vous pouvez toujours faire la différence entre les brownies de coin super croustillants, les brownies moyennement croustillants et les brownies gluants au milieu de la poêle. L'enfant de trois ans vous demanderait probablement de répéter cette explication plusieurs fois.

Je pense que les formes ne sont pas exactement des cercles, des superellipses ou tout autre objet mathématique simple --- il y a trop de vie réelle sur le chemin --- mais elles deviennent plus circulaires que le reste la flaque d'eau s'éloigne des bords.

Selon @rob, "La raison fondamentale pour laquelle le centre et les bords de la tuile s'évaporent différemment est que les espaces entre les tuiles changent la façon dont la chaleur y est échangée." Cela semble raisonnable. Cependant, j'aimerais offrir quelques autres explications provisoires. Tout d'abord, permettez-moi de noter que les carreaux de l'image ne semblent pas émaillés et que, par conséquent, leur surface est probablement poreuse. Il y a donc peut-être deux explications supplémentaires:

1) La distribution des pores peut dépendre de la distance des bords en raison des particularités du processus de fabrication des carreaux;

2) Les carreaux sèchent plus rapidement près des bords parce qu'au départ, l'eau s'écoule partiellement vers les espaces entre les carreaux, car la surface des espaces est généralement un peu plus basse que la surface des carreaux.

EDIT (03/06/2018): @Yly et @alseether estiment que cette approche n'explique pas la différence entre les taches d'eau sur les tuiles "grises et rouges". Ce n'est pas le cas, en effet, j'ai donc écrit plus tôt dans un commentaire pour répondre à la réponse de Rob: "Tout d'abord, la porosité (ou certaines autres propriétés) de la surface des carreaux" gris et rouge "peut être différente, mais, pour le bien de l'argument, supposons qu'ils ne diffèrent que par la couleur (et donc l'albédo). Ainsi, les carreaux gris peuvent sécher plus rapidement, mais ce mécanisme peut fonctionner en parallèle avec le mécanisme de porosité / ruissellement. "

Les côtés et les coins du cube sont quelques degrés plus chauds que le centre.

Ils sont là pour la même raison que les coins d'un glaçon tournent, et la même raison pour laquelle les pierres carrées perdent leurs coins d'abord dans la rivière.

Ce ne sont pas précisément des cercles, ce sont des carrés arrondis également appelés squircles. Que penserait un enfant de ce mot?

Vous pouvez voir dans l'ombre que le soleil a réchauffé le plus rapidement les côtés supérieurs gauche des carrés.

Les coins et les bords se réchauffent en premier, en particulier ceux qui captent le soleil. Les carreaux sombres sont également plus chauds. (l'incidence de l'irradiance et les mathématiques en W / m2 et mJ / m2 peuvent peut-être être simplifiées en concepts enfants)

L'eau peut également jouer le rôle de réflecteur solaire et réduire la surface de la pierre. La chaleur du sol peut également s'échapper par les côtés.

La pluie s'est peut-être accumulée plus profondément vers le milieu du cube également, en raison de la dynamique du ruissellement et de l'action capillaire. Sans soleil, l'action capillaire éclaircirait également l'eau des bords et des coins plus rapidement qu'à partir du centre.

Information pour les adultes plutôt que pour les enfants: irradiation solaire en W / m2, Paris est 47'N et Moscou est 55'N.

D'autres ont mis l'accent sur les effets de l'évaporation, mais je suggère qu'un autre facteur clé est probablement lié à plusieurs caractéristiques du jointoiement qui font sécher les bords plus tôt.

Premièrement, le fait que le coulis se trouve à un niveau inférieur à partir du haut du carreau signifie que l'humidité aura tendance à migrer vers le niveau inférieur - et elle «s'écoulera» des bords du carreau plus tôt qu'elle ne s'écoulera du milieu de la vignette.

Deuxièmement, le jointoiement a tendance à être plus poreux que les carreaux, et absorbera l'humidité plus facilement et la conduira vers des zones plus sèches en raison de l'action capillaire.

Troisièmement, si le sol en dessous n'est pas scellé, l'humidité aura tendance à migrer plus rapidement à travers le coulis vers la base et à s'infiltrer, alors que la face du carrelage est généralement étanche.

Une autre possibilité est qu'il peut y avoir de légères imperfections de fabrication dans la surface plane du carreau, avec une légère dépression en leur centre, qui aura tendance à retenir l'humidité contre tous les facteurs ci-dessus.

Je suggérerais une explication alternative: les tuiles ne sont pas, en fait, parfaitement plates .

Les carreaux de sol "plats" ont en fait un degré de courbure acceptable lors de leur fabrication (similaire à cette liste d'écarts) qui est suffisamment petit pour ne pas être visible, et - comme vous l'aurez sans doute observé danscarreaux plus anciens - ont tendance à s'user davantage au centre avec le temps, ce qui les rend plus concaves.Il est donc probable que les carreaux que vous avez observés présentent un faible degré de courbure.Cette courbure n'est pas assez marquée pour être directement visible, mais suffisamment pour que l'eau s'accumule un peu plus au centre et coule le long de la tuile vers le centre lorsqu'elle s'évapore du bord.

Bien qu'il existe probablement également des différences thermodynamiques, je pense que cela aura probablement un effet plus important.

Le coulis entre les carreaux est sombre et a une surface plus rugueuse que le carreau.(Il est composé de sable, de ciment et de colorants.) Il est également légèrement inférieur à la surface des carreaux.Par conséquent, il recueille mieux la chaleur solaire que les carreaux de couleur plus claire, et lorsque la chaleur est conduite vers l'intérieur du carreau, le gel fond / l'eau s'évapore.

Observons d'abord le phénomène de plus près:

• il y a moins ou pas d'eau sur les tuiles vertes. Il semble que le les carreaux brunâtres / rougeâtres ont séché plus lentement.
• le périmètre de toutes les tuiles a séché plus rapidement que le centre.
• le remplissage du périmètre des tuiles (qui est également entre carreaux) est plus foncé que les carreaux. En fait, plus un emplacement est éloigné du périmètre, moins il y a de chances qu'il soit sec.
• depuis que le gel a été mentionné, c'est probablement l'hiver ou une période fraîche de l'année. Autrement dit, l'air est plus froid que la température du sol (la température du sol signifie à 1m $ de profondeur et moins).

Solutions possibles:

Explication du différentiel de couleur:

• Les couleurs plus foncées absorbent plus de longueurs d'onde de lumière et de chaleur, deviendra plus chaud sous la même lumière ou le même visible / presque visible radiation. Quelques aperçus de cet stackexchange et une bonne expérience d'élèves sur la fonte de glaçons de différentes couleurs ici.
• En conséquence, les carreaux verts sont plus foncés que les carreaux rougeâtres brunâtres, ils absorber plus de chaleur, rendant l'eau au-dessus d'eux plus chaude, donnant de l'eau molécules à la surface plus d'énergie, leur permettant ainsi de s'échapper dans des masses plus importantes dans un temps donné. Les carreaux plus verts sèchent ainsi plus rapidement.
• L'eau sur les deux types de carreaux est également réfléchissante et transparent à la lumière, donc aucune différence attendue de cet aspect.

Explication du différentiel périmètre / centre:

• Le matériau de remplissage entre les carreaux semble plus sombre et absorbe ainsi plus lumière et chaleur, de sorte que l'eau aux périmètres s'évapore davantage rapidement.
• L'effet du périmètre plus chaud diminue lorsque vous vous éloignez la ligne du matériau de remplissage entre les carreaux.

et en plus ...

• Alors que l'effet de la couleur est évidemment plus fort ici, la chaleur du sol l'effet n'est probablement pas neutre.Le sol est un grand dissipateur de chaleur, donc que les parties de bâtiments situées au niveau du sol ou sous le sol sont moins affectés par la variation de la température de l'air au cours de l'année tendent à être plus stables en température.Ce phénomène fait des pompes à chaleur géothermiques des alternatives pratiques à la climatisation utilisant le cycle de réfrigération.
• Si les carreaux conduisent mieux la chaleur que le matériau de remplissage périmétrique, alors l'effet de la chaleur du sol réduit le contraste (basé sur la couleur de la surface) entre le périmètre et le centre des carreaux car plus de chaleur est conduite vers le haut par le centre des carreaux que par le périmètre.
• Si le matériau d'apport est un meilleur conducteur de chaleur, le L'effet de chaleur du sol exagère le phénomène des patchs `` ronds '' dans une certaine mesure.

Dans les termes les plus simples et les plus élémentaires.

L'eau qui réside près d'une face latérale de la tuile (près des fissures) sortira de la tuile à la fois horizontalement et verticalement, permettant ainsi un taux de séchage plus rapide dans ces régions du volume de la tuile. L'eau au milieu, cependant, ne laisse le carreau que verticalement.

Et puis, comme @rob l'a mentionné, les tuiles voisines s'aident également à se chauffer, donc, il y a une sorte d'effet composé lorsqu'on considère des tuiles multiples et étroitement adjacentes; ou, du moins, il y en a initialement.

Enfin, gardez à l'esprit que la couleur de la tuile joue également un rôle majeur dans le taux d'évaporation global. Comme vous pouvez le voir, les carreaux verts se sont évaporés le plus rapidement, avec du rouge à la traîne, et c'est normal. Si ces carreaux n'étaient pas de couleur uniforme et, orientés de manière alternée, vous n'auriez probablement pas observé de telles formes circulaires pour l'humidité restante.

Analogie et démonstration (en 2-D):

Imaginez qu'il y ait trois lignes de paiement dans une épicerie (à gauche, au milieu, à droite). Chaque ligne a initialement le même nombre de personnes.

Pour la ligne médiane, les clients ne peuvent payer qu'en utilisant le compteur qui se trouve tout en avant de la ligne. Cependant, pour les lignes gauche et droite, à chaque pas en avant, les gens pourront également utiliser les comptoirs de paiement qui existent le long des côtés des lignes de paiement, et pas seulement à l'avant.

En fonction du nombre de comptoirs de caisse qui existent le long des côtés de chaque ligne, les lignes gauche et droite diminueront beaucoup plus rapidement que la ligne médiane, ne laissant finalement que la ligne de caisse médiane.

Cela pourrait très facilement être démontré avec un petit groupe de personnes, ou une poignée de jouets / figurines d'action.

Avez-vous vérifié si les carreaux sont vraiment complètement plats?L'explication la plus simple serait qu'au milieu des tuiles l'eau est un peu plus profonde qu'à l'extérieur et que l'évaporation de l'eau commençant dans les parties extérieures moins profondes provoque ces flaques d'eau quasi-circulaires.Vous pouvez facilement tester cela en versant de l'eau sur un carreau sec, puis voir si une flaque d'eau se forme au milieu.