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Le paradoxe de Jevons (du nom de William Stanley Jevons – économiste et logicien britannique – qui l’a mis en évidence en 1865) énonce qu’à mesure que les améliorations technologiques augmentent l’efficacité avec laquelle une ressource est employée, la consommation totale de cette ressource peut augmenter au lieu de diminuer (d’où le paradoxe).

En particulier, ce paradoxe implique que l’introduction de technologies plus efficaces et moins consommatrices en matière d’énergie peut, dans l’agrégat, augmenter la consommation totale de l’énergie.

Dans son livre de 1865, Sur la question du charbon, Jevons observe que la consommation anglaise de charbon a fortement augmenté après que James Watt a introduit sa machine à vapeur.

En effet, les innovations de Watt ont fait du charbon une source d’énergie plus rentable (produit plus d’énergie qu’avant, pour la même quantité de charbon), ce qui a conduit à généraliser l’utilisation de la machine à vapeur au sein des manufactures.
Plutôt que de réduire la consommation totale de charbon, les améliorations technologiques et les gains de rentabilité ont conduit à accroître la consommation totale de charbon, d’où le paradoxe.

Les améliorations techniques entre 1830 et 1863 ont permis de diminuer de deux tiers (66%) la consommation de charbon par unité de fer produite, mais dans le même temps ont conduit à une multiplication par dix (1000%) de la quantité de charbon consommée !

La stridulation est le mécanisme principal de communication acoustique chez les insectes. Il permet d’émettre un signal sonore via l’utilisation de différentes structures.

La loi de Dolbear établit une relation entre la température ambiante et la fréquence à laquelle le grillon Oecanthus fultoni stridule. Elle a été formulée par le physicien américain Amos Dolbear en 1897 dans un article intitulé «The Cricket as a Thermometer».

La fréquence de stridulation dépend de la force des vents, des conditions physiologiques ainsi que d’autres facteurs comme l’âge ou la réussite reproductive des grillions, si bien que la loi de Dolbear reste une approximation.

La relation entre la température et le son est causée par une augmentation du métabolisme du grillon à sang froid, qui se produit lorsque la température augmente. Un métabolisme plus élevé fournit plus d’énergie pour les contractions musculaires qui produisent le son.

Ainsi, étant donné N, le nombre de stridulation par minute, la formule suivante permet d’estimer la température TF en degrés Fahrenheit :

Une formule similaire s’applique aussi pour les sauterelles.

L’effet Mpemba serait un phénomène faisant que l’eau chaude gèle plus vite que l’eau froide dans des conditions de refroidissement similaires. Cet effet est aussi parfois nommé « paradoxe Mpemba » car l’eau doit obligatoirement repasser par une température inférieure en refroidissant, et prendre a priori plus de temps à refroidir qu’à une température plus basse. Ce phénomène n’est pas systématique et n’apparaît que sous certaines conditions.

L’effet a été redécouvert en 1963 par un élève tanzanien, Erasto Mpemba, et diffusé dans la communauté scientifique à partir de cette date. Erasto Mpemba était encore élève du secondaire lorsqu’il observa, durant des cours de cuisine, que son lait chaud, mis au congélateur, se transformait plus rapidement en crème glacée que la même préparation déjà froide.

Il n’y a pas encore au début du XXIe siècle d’explication claire et unanimement validée par la communauté scientifique. L’effet Mpemba serait lié à une somme entre différents effets, comme :

• La convection : qui désigne l’ensemble des mouvements internes (verticaux ou horizontaux) qui animent un fluide et qui impliquent alors le transport des propriétés des particules de ce fluide au cours de son déplacement. La convection accélère de ce fait les transferts thermiques et la baisse de la température.

• La surfusion : qui est l’état d’une matière qui demeure en phase liquide alors que sa température est plus basse que son point de solidification. C’est un état dit métastable, c’est-à-dire qu’une petite perturbation peut suffire pour déclencher abruptement le changement vers la phase solide.

On ne sait pas si cet effet est propre à l’eau ou s’il est universel – l’expérience de Mpemba avec les crèmes glacées (mélange constitué majoritairement d’eau) semble attester d’un phénomène assez général, mais les expériences en laboratoire n’ont été menées qu’avec de l’eau distillée.