idraulica
astrofisica
casa
errori
giovanni38@tiscali.it
radiazione solare
meccanica
termodinamica
generatori vapore

la pagina di johannes carusus
----------------------------------------------------- EBOLLIZIONE, EVAPORAZIONE, VAPORIZZAZIONE.

Nel linguaggio comune solitamente le tre parole del titolo vengono considerate equivalenti, come se fossero sinonimi(1). Invece fisicamente le tre parole esprimono cose diverse, per cui, per esempio, assolutamente sbagliato dire "l'acqua a 100 C evapora"(2).
PREMESSA. Gli stati fisici della materia sono 4: solido, liquido, aeriforme e plasma. L'elemento distintivo dato dalla forza che lega fra loro le particelle elementari che costituiscono i corpi (tale forza solitamente chiamata coesione): se la forza grande si ha il solido, se un poco minore si ha il liquido, se quasi nulla(3) si ha l'aeriforme, se addirittura si rompono gli atomi si ha il plasma ( questo lo stato della materia costituente il nucleo delle stelle, con temperature superiori ai milioni di gradi Celsius).
La forza che lega le particelle (atomi o molecole) interne al corpo maggiore di quella che lega le particelle superficiali, per cui atomi o molecole libere si trovano sulla superficie anche dei solidi, anche se si tratta di un metallo. Per dirla in termini semplici, i martelli sono coperti di vapore di ferro! Ci dipende dal fatto che gli atomi superficiali sono continuamente bersagliati da quanti di energia; questa energia sufficiente per liberare qualche particella superficiale dall'attrazione di quelle profonde. Fornire calore ("riscaldare") significa aumentare il flusso di quanti e perci aumentare la produzione di particelle libere.
DEFINIZIONI:
a) EVAPORAZIONE: il processo di passaggio allo stato aeriforme descritto nella premessa, che avviene a qualunque temperatura e pressione, esclusivamente nella parte superficiale dei liquidi; se si parla di biancheria bagnata, l'evaporazione favorita non solo dal Sole (che fornisce i quanti di energia), ma soprattutto dal vento che stacca le particelle di vapore gi formate e favorisce la formazione di altro vapore.
b) EBOLLIZIONE: il processo che deriva dal liberarsi di bolle d'aria (o di altro gas) disciolte nel liquido. E' tipico dell'acqua che "bolle": l'acqua scioglie una certa quantit di aria ( quella che permette ai pesci di respirare!) e inoltre l'aria aderisce alle pareti dei recipienti. Quando il recipiente sul fuoco, le bolle d'aria aumentano di volume, vengono in superficie, spinte dalla forza di Archimede, e si rompono. Se nel liquido e sulle pareti non c' gas, il liquido non bolle. Questo processo interessa solitamente tutta la massa di liquido ed transitorio, cio finito il gas, finisce l'ebollizione.
c) VAPORIZZAZIONE: il processo di passaggio di stato da liquido ad aeriforme che avviene ad una precisa pressione e temperatura. Questi due parametri sono cos legati fra loro che, data la temperatura nota la pressione, e viceversa. Nella tecnica si usano dei diagrammi (per esempio quello di Mollier) che individuano la vaporizzazione proprio attraverso la temperatura o la pressione.

MA PERCHE' CAVOLO ALLORA SI DICE CHE L'ACQUA BOLLE A 100 C?

La risposta al punto b) precedente. C' da aggiungere che le bolle che si liberano prima sono quelle pi vicine alla superficie, poi vengono quelle pi interne, poi quelle sul fondo del recipiente, che sono alla pressione idrostatica maggiore. Questo stato di massima agitazione dell'acqua si verifica intorno ai 100 C, per cui non c' bisogno di termometro per conoscere la temperatura(4).

D'ACCORDO, MA ORA COME DEVO CHIAMARE I PASSAGGI DI STATO?

In un solo modo: fusione da solido a liquido e solidificazione l'inverso; vaporizzazione da liquido ad aeriforme e condensazione l'inverso. Questi 4 processi avvengono in condizioni ben definite e devono avere un nome specifico.


(1) Si dicono sinonimi due o pi parole che hanno lo stesso significato. Talvolta per fra di esse possibile distinguere sfumature diverse anche se dicono sostanzialmente la stessa cosa.
(2) C l'iniziale di Celsius, nome latino del fisico che invent quella scala di misura. Cos come interpretiamo i simboli F e K con il nome del loro inventore, cos faremo con il simbolo C che leggeremo "gradi Celsius" (gli alunni che mi conoscono sanno che a questo punto io dico sempre: "mica era burdo Celsius!").
(3) Nello spazio intergalattico (vuoto pi o meno assoluto) la coesione nulla. Sulla Terra, per effetto della gravitazione, le molecole di gas sono abbastanza vicine per "disturbarsi" a vicenda.
(4) 100 C al livello del mare, o meglio alla pressione di 1 atmosfera. In montagna l'acqua "bolle" prima (meglio, a temperatura inferiore) perch le bolle devono vincere una minore pressione per venire in superficie. A 4.000 m di quota non si possono cuocere uova sode perch per averle occorrono circa 100 C, ma a quella quota l'acqua "bolle" (meglio, vaporizza) a circa 80 C. Di conseguenza, per le uova sode, per la pastasciutta, ecc. occorre la pentola a pressione!