Io penso che...: L'acqua evapora a 100 °C

Questo articolo partecipa al carnevale della chimica #24 edizione

Ospitato da

Enrico, padrone di casa de "I MAGHIMATICI"

La "mission" di questo carnevale che Enrico mi, ci, ha affidato sta tutta dentro queste poche righe:

E allora il tema del 24esimo Carnevale della Chimica

è Credici.

Diversi sono gli obiettivi.

Smontare scientificamente, in assenza (si spera)

di compratori di idee,

i più radicati "Credici" correlati alla chimica.

Mi cimento in questo particolare, quanto interessante tema. Buona fortuna a me!

Da bravo studente squattrinato che ero, ora è cambiato il fatto che studente non lo sono più ma squattrinato ahimè ancora, mi sono sempre dilettato a dare "ripetizioni" di chimica ad un branco di studenti più o meno interessati, più o meno curiosi, più o meno menefreghisti.

L'inizio dei miei incontri andava sempre nello stesso modo: appuntamento in biblioteca, attesa del discente, presentazione galante alla mamma (si, perchè alle ripetizioni ti ci accompagna sempre e solo la mamma, almeno la prima volta) breve colloquio "programmatico" e poi si inizia, io mi presento, lui/lei si presenta e iniziamo il nostro la voro di ripetezione. Quasi tutti i miei incontri li iniziavo con una domanda "rivelatrice"; rivelatrice del livello di apprendimento del/la ragazzino/a e rivelatrice della "capacità" di insegnamento del suo insegnante.

" A CHE TEMPERATURA EVAPORA L'ACQUA?! "

Fatto 100 il numero di ragazzi che ho incontrato, le risposte si suddividono in queste percentuali:

Circa 80% dice: a 100 °C
Circa il 15 % dice: "bhe... dipende..."
Circa il 2,5 % dice: Non lo so
Circa il 2,5 % dice: Ehm... Me lo hanno spiegato oggi ma non ho capito molto bene... ehm...

Ho provato per diletto, e per mettere un po' più di ciccia in questo articolo a fare questa domanda ad altre persone, famigliari, amici, colleghi ecc... e il trend delle risposte è sempre più o meno quello...

Caposaldo della "chimica del popolo" è quindi:

" L'ACQUA EVAPORA A 100 °C "

Cerchiamo ora di capire dove stà l'errore e di sfatare questa "falsa credenza", andiamo per gradi e partiamo:

1. Che cos'è l'evaporazione?

L'evaporazione è il nome che convenzionalmente diamo al passaggio di stato di una sostanza da liquido a aeriforme.

Tnk to: http://it.wikipedia.org/wiki/File:Fisica_materia_passaggi_stato_1_it.svg

Ovvero noi con evaporazione intendiamo quel processo grazie al quale se io lascio un bicchiere di acqua sulla cucina per 2-3 giorni, dopo il tempo indicato, nel bicchiere non trovo più nulla, e di sicuro avrò un aumento dell'umidità all'interno della stanza.

2. Cosa succede quando l'acqua evapora?

L'evaporazione, come già detto, è un cambiamento di stato che interessa solamente lo strato superficiale del liquido, ovvero solo le molecoline che sono sulla superfice dell'acqua, il pelo libero per intenderci, sono interessate dall'evaporazione; queste, prendendo energia dall'ambiente circostante, riescono a "rompere" i legami che le "incatenano" alle altre molecoline e riescono ad andarsene sottoforma di vapore.

Più o meno funziona così...


Superifice dell'acqua con le molecole "esposte" all'aria

"evaporazione" di una molecola di acqua dallo strato superficiale

3. Quanta energia serve?

Per far evaporare l'acqua è necessaria una buona quantità di energia, stimabile in circa 2501 KJ/Kg ovvero, ogni Kg di acqua che voglio far evaporare dovrò fornirgli 2501 KJ, o se volete suppergiù 600 Kcal.

4.Da dove viene presa questa energia?

L'energia di cui l'acqua ha bisogno, la prende dall'ambiente circostante o eventualmente da fonti di energia esterne al sistema.

5. Nella fase di evaporazione, si deve considerare solo la temperatura o anche qualche altro fattore?

Di certo la temperatura è molto importante, ma anche la pressione fa il suo gioco... Se pensiamo che la pressione, e quindi anche quella atmosferica, è data dal rapporto Forza/superficie (per "forza" si intende il modulo della stessa che agisce in maniera ortogonale...), maggiore sarà la pressione, maggiore sarà sarà la forza che "schiaccia" le molecoline che tentano la fuga verso il liquido sottostante.

MA QUINDI A CHE TEMPERATURA EVAPORA L'ACQUA???

L'acqua, evapora a qualsiasi temperatura, certo, la velocità di evaporazione è direttamente legata all'energia dell'ambiente circostante, più energia c'è nell'ambiente più è veloce la fase di passaggio di stato, ma comunque a qualsiasi temperatura avviene l'evaporazione dell'acqua, anche a qualsiasi pressione avviene l'evaporazione dell'acqua, anche in questo caso però a minor pressione vi è una maggiore "propensione" ad evaporare, ma comunque a qualsiasi pressione avviene l'evaporazione. Il diagramma sottoriportato ci mostra in forma riassuntiva e semplice quanto detto fino ad adesso:

Tnk to http://it.wikipedia.org/wiki/File:Diagramma_di_fase_acqua.svg

Per ottenere vapore, o cerco di diminuire la pressione, dal punto 0,01 andando verso sinistra del grafico, oppure aumento la temperatura, dal punto 0,01 mi sposto a destra del grafico. Come si può vedere dal grafico sopra, a 100 °C e 760 mmHg abbiamo la massima velocità di evaporazione, ma questo non sigifica che avvenga solo in quel dato momento, perchè se guardiamo a temperature e pressioni molto basse, troviamo che anche in quella zona avviene l'evaporazione.

Ancora qualche dubbio?

Una prova di quanto detto fino ad ora sono le pozzanghere... Dopo una bella piovuta, sulle nostre strade, nei nostri giardini, si formano le pozzanghere, dopo qualche giorno di bel tempo, sono "scomparse" nonostante ne nell'ambiente, ne nella pozzanghera stessa sia siano raggiunti i 100 °C.

Altra prova a nostro favore, Prendiamo una tuta da ginnastica, fatta tipicamente di materiale sintetico, dopo che è stata lavata, viene stesa al filo per essere asciugata, l'acqua dalle fibre evapora e noi troviamo la tuta asciutta, se fosse necessaria una temperatura di 100 °C per far evaporare l'acqua, le nostre tute sintetiche si incenerirebbero in un batter d'occhio...

Ne siete convinti?

ci CREDETE che l'acqua NON EVAPORA SOLO A 100 °C?!?

Spero di si!

Una curiosità... Come si legge 100 °C?!?

il bravo ragazzino stremato dalla spiegazione risponde: Cento gradi CENTIGRADI...