Sorseggiando fisica - Dipartimento di Fisica

Sorseggiando fisica …
Mi può spiegare il perché dello scoppio che sento quando apro una bibita gassata? E quando uso la
cannuccia per bere, perché il liquido risale lungo di essa?
Marco Taranda
Per rispondere alla tua domanda è necessario parlare di “pressione”. Un corpo è sottoposto
ad una pressione quando su una sua superficie agisce una forza (perpendicolare alla superficie, per
essere completi); in particolare, più è grande la forza agente, maggiore è la pressione, mentre invece
maggiore è la superficie, minore è la pressione risultante. Il ruolo della superficie è fondamentale
sugli effetti di una forza: sappiamo bene che con le racchette da neve non sprofondiamo nella neve,
e che un chiodo deve essere appuntito se lo vogliamo piantare nel muro. Nel caso delle racchette da
neve la superficie aumenta e quindi la pressione esercitata dal nostro peso è più piccola, nel caso del
chiodo la superficie è piccola, quindi la pressione esercitata sul muro è più grande.
La bibita è contenuta in un recipiente chiuso che isola la stessa dall’ambiente esterno. Sulle
pareti della lattina agiscono la pressione atmosferica (dall’esterno all’interno, dovuta alle particelle
d’aria che urtano la lattina) e la pressione del gas della bibita (dall’interno all’esterno). Quando apri
la lattina il gas (anidride carbonica) esce in un tempo brevissimo e ciò causa una compressione
dell’aria: questo schiacciamento dell’aria si propaga fino a giungere al nostro orecchio che lo
percepisce come rumore. I fisici direbbero che una piccola parte dell’energia posseduta
dall’anidride carbonica prima dell’apertura si è trasformata in energia sonora. E’ la differenza di
pressione che causa l’effetto e la tua esperienza certamente può confermare quanto detto. Se, infatti,
sei salito in montagna portandoti appresso qualche bibita gassosa ti sarai accorto che lo scoppio è
molto più forte: la pressione atmosferica in montagna è minore che in valle. Chi possiede un
altimetro (anche quello di un orologio da polso), sa che di fatto sta utilizzando un barometro:
all’aumentare dell’altezza la
pressione diminuisce.
C’è anche un altro
fenomeno curioso che avviene
all’apertura della nostra lattina e
che forse avrai notato. Subito
dopo l’apertura si forma sopra il
foro una sottile nebbiolina. Ciò
accade perché il gas della bibita
si espande rapidamente e così
facendo si raffredda (questo
fenomeno è un tipo di
trasformazione
detta
“adiabatica”). Il vapor d’acqua
presente,
trovandosi
a
temperature più basse, condensa,
permettendoci di osservare le
microscopiche goccioline.
Per quanto riguarda la
seconda domanda, possiamo
capire cosa ti permette di bere con la cannuccia, se pensiamo ancora alla pressione che si esercita
sulla bibita. Quando aspiri l’aria dalla cannuccia crei una depressione all’interno della stessa.
Quindi, il liquido che si trova fuori dalla cannuccia è sottoposto ad una pressione maggiore di quella
a cui è sottoposto all’interno della cannuccia e quindi la risale. Probabilmente avrai notato che, se la
larghezza del foro del contenitore della bibita coincide con il diametro della cannuccia e quindi non
vi è spazio fra la cannuccia e il contenitore stesso, non riesci a bere: il liquido non può essere
aspirato (questo accade spesso con i succhi di frutta nei tetrapack dotati di cannucce). O meglio: il
liquido risale, ma il contenitore viene schiacciato dalla pressione atmosferica. Per convincerti
ancora che è la differenza di pressione a far risalire il liquido prova ad osservare cosa succede
inserendo due cannucce in una bibita. Se una cannuccia non pesca nel liquido e l’altra sì, per far
risalire il liquido nella seconda, senza aspirare, dovrai soffiare attraverso la prima.
A proposito di bibite estive, qualche curiosità sul ghiaccio che usiamo per abbassare la
temperatura del liquido.
Per raffreddare in fretta una bevanda, conviene inserire nella stessa tanti cubetti piccoli di
ghiaccio, piuttosto che un blocco grande di ugual massa. In quel modo, infatti, la superficie del
ghiaccio a contatto con la bibita risulta maggiore rendendo disponibile per la fusione una maggior
quantità di ghiaccio. Per lo stesso motivo, i blocchetti di ghiaccio cavi all’interno agiscono più
efficacemente del blocchetto intero.
Quando inseriamo del ghiaccio in una bibita, spesso sentiamo dei crepitii, provenienti dal
cubetto. Il “verso del ghiaccio” è dovuto alle piccole bolle d’aria imprigionate nel solido. Esse
vengono liberate durante la fusione, producendo un piccolo scoppio.
Osservando ancora i cubetti di ghiaccio, è facile notare che essi galleggiano nell’acqua (e in
generale in tutte le bibite, che sono fatte in gran parte di acqua), ma sapremmo dire “a memoria” di
quanto emerge un cubetto di ghiaccio dall’acqua? Tanto o poco ? Più o meno della metà del suo
spessore? Il ghiaccio emerge dall’acqua molto poco, circa un decimo dello spessore totale: la
maggior parte rimane immersa (e spesso pericolosamente nascosta, come nel caso degli iceberg
sulle rotte dei transatlantici).
[a cura di Silvia Defrancesco]