Immagino che sia un misto di noia di stare a casa con il tempo super-freddo e l’accesso a internet a causare questo problema. Quale problema, vi chiederete? Gli innumerevoli video di persone che gettano acqua bollente nell’aria fredda artica durante il vortice polare. Ok, lo ammetto, sembra anche molto figo. Ecco com’è.
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Ma che diavolo sta succedendo qui? Perché fa questa fantastica cosa a forma di nuvola? Perché deve essere super freddo?
Sì, quell’acqua bollente si sta essenzialmente trasformando in neve. La neve è bella. Ma perché? In realtà, questo è un grande esempio di acqua in tutte e tre le fasi: solida, liquida e gassosa. L’acqua bollente inizia principalmente nella fase liquida. Tuttavia, poiché è così calda, l’acqua ha abbastanza energia per fare la transizione da liquido a gas. L’acqua calda evapora più velocemente di quella fredda, ecco perché questo trucco funziona meglio con l’acqua bollente.
Quando l’acqua bollente viene lanciata in aria, accadono un paio di cose. Primo, l’acqua calda produce vapore acqueo attraverso l’evaporazione. Secondo, l’acqua si rompe in gocce d’acqua più piccole mentre passa attraverso l’aria. Sia l’evaporazione che i gomitoli più piccoli significano che l’acqua si raffredda rapidamente. Inoltre, l’aria fredda non può trattenere molto vapore acqueo – ecco perché l’aria è molto più secca in inverno. Così il vapore acqueo non rimane nell’aria, ma si condensa.
Alla fine, si ottiene quest’acqua super-fredda che semplicemente si congela. È essenzialmente la stessa cosa della neve. Boom. Neve istantanea. Non funziona con la semplice aria fredda perché l’aria non si condensa così facilmente.
Ma che dire di un’altra domanda correlata: È vero che l’acqua bollente congela più velocemente dell’acqua a temperatura ambiente? Questo ha qualcosa a che fare con la trovata dell’acqua bollente sulla neve? Non proprio. Questo effetto è spesso chiamato effetto Mpemba ed è stato osservato da un bel po’ di tempo – anche Aristotele considerava questo fenomeno.
Tuttavia, è davvero difficile ottenere dati validi per l’acqua calda che va fino all’acqua congelata (conosciuta anche come ghiaccio). Tanti piccoli fattori possono avere un impatto significativo sul processo di raffreddamento. Bisogna considerare l’evaporazione e le correnti di convezione. Ci possono essere diverse interazioni termiche con l’ambiente per un contenitore di acqua calda o fredda. Inoltre, il cambiamento di energia necessario per passare da un liquido a un solido è molto grande rispetto al cambiamento di energia per il raffreddamento di un liquido.
Alla fine, è davvero difficile creare un modello teorico che abbia acqua bollente che congela più velocemente dell’acqua ambiente. Ecco un bel video che riprende questi punti.
[#video: https://www.youtube.com/embed/SkH2iX0rx8U
So, even if the Mpemba effect is real, you don’t need it to explain how you make snow with boiling water in super-cold air.
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