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L’acqua bolle a 212 gradi Fahrenheit (100 gradi Celsius) e congela a 32 F (0 C), giusto? Certo, solo che non è sempre vero. Le temperature alle quali l’acqua bolle o congela possono cambiare a seconda della pressione e di altri fattori. Allora, dove diavolo dobbiamo andare per trovare la temperatura di ebollizione più fredda e la temperatura di congelamento più calda dell’acqua?
Per trovare la temperatura di ebollizione più bassa dell’acqua, dobbiamo cercare il luogo con l’aria più rarefatta.
“Il punto di ebollizione dell’acqua dipende leggermente dall’umidità, ma dipende quasi tutto dalla pressione”, ha affermato Giacobbe Robertsprofessore di fisica alla Colorado State University.
Le impurità presenti nell’acqua influenzano il modo in cui le molecole d’acqua interagiscono tra loro, modificando in definitiva il punto in cui l’intera soluzione arriva a ebollizione. Ma se porti un secchio d’acqua in cima a una montagna, bollirà a una temperatura inferiore rispetto al livello del mare. Questo perché meno l’atmosfera spinge su una pentola d’acqua, minore è l’energia termica necessaria all’acqua per vaporizzare o trasformarsi in vapore.
Naturalmente, il punto più alto della Terra: la vetta Monte Everest, a 29.031 piedi (8.849 metri) – è il luogo in cui l’acqua bolle più fredda, a 154 F (68 C), secondo la Istituto Lunare e Planetario. È acqua calda, ma sarebbe una tazza di caffè terribile, poiché almeno l’acqua deve esserlo 188 F (87 C) per fare una birra decente.
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Allora dove si congela l’acqua alla temperatura più alta? E’ un po’ più complicato. Per quanto riguarda l’acqua pura, almeno, la temperatura alla quale le sue molecole si depositano nelle strutture rigide e cristalline dei cristalli di ghiaccio varia relativamente poco con la pressione. Il punto di congelamento dell’acqua sulla Terra è sempre intorno ai 32 F.
Questo non vuol dire che la pressione non influenzi affatto la temperatura di congelamento dell’acqua, ma solo che le pressioni che si verificano naturalmente sulla superficie del nostro pianeta non sono neanche lontanamente sufficienti a spingere verso l’alto il punto di congelamento. Anche nel Challenger Deep della Fossa delle Marianneche è più al di sotto del livello del mare di quanto la vetta dell’Everest sia al di sopra di esso, la pressione è più di 1000 volte superiore alla pressione dell’aria al livello del mare, secondo University College London. Questo comprime l’acqua, ma non abbastanza da forzare l’acqua sopra i 32 F nel ghiaccio – sopra 0 gradi C, l’acqua ha bisogno di una pressione pari a 10.000 volte quella atmosferica per congelarsiche non si trova naturalmente in nessuna parte della Terra.
Tuttavia, il ghiaccio al livello del mare può formarsi se la temperatura dell’aria è superiore al punto di congelamento, grazie al raffreddamento radiativo. Per generazioni, questo fenomeno ha consentito agli abitanti delle località desertiche di produrre ghiaccio senza elettricità o temperature gelide. Le persone che vivevano in quello che oggi è l’Iraq e l’Afghanistan riempivano d’acqua le pozze poco profonde prima di una notte senza nuvole e si svegliavano con il ghiaccio, nonostante la temperatura dell’aria fosse di pochi gradi sopra lo zero.
Questo perché l’aria sopra la piscina è molto secca, il che favorisce l’evaporazione dell’acqua, ha detto Roberts a WordsSideKick.com. L’acqua che evapora porta con sé calore, raffreddando il liquido rimasto.
Inoltre, l’acqua irradia lentamente calore verso il cielo. Mentre l’aria vicino al suolo potrebbe essere appena sopra lo zero, l’atmosfera più in alto può essere fredda fino a meno 40 F (meno 40 C) in una notte senza nuvole. In questo caso, l’energia termica si sposta dall’acqua relativamente calda al cielo notturno estremamente freddo. Entrambi i meccanismi insieme possono abbassare la temperatura nella piscina a 32 F – abbastanza per farla congelare – nonostante la temperatura dell’aria circostante sia calda come 41 F (5°C), che è ben al di sopra dello zero.
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