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Il sale prima o dopo?

13 Mag

Qualche tempo fa, avevamo scritto un post un po’ particolare, diverso da quelli a cui siamo abituati:

La fisica del caffe’

eravamo andati a vedere come funziona la moka, o meglio, qual e’ la fisica dietro la preparazione del caffe’. In quell’occasione avevamo visto come tanti pensino cosa sbagliate soprattutto sull’ebollizione dell’acqua all’interno della caldaia.

Sempre in termini di acqua che bolle, in questo post, vorrei invece rispondere al quesito su cui tante persone di sovente hanno una concezione diversa: “mettendo il sale nell’acqua, bolle prima o dopo?”

Questa e’ una domanda che, soprattutto noi italiani amanti della pasta, ci saremo fatti decine di volte. Purtroppo, anche in questo caso, molte persone pensano la cosa sbagliata.

Secondo voi bolle prima o dopo?

Cerchiamo di capire la risposta parlando un po’ di scienza.

Come tutti sanno l’acqua bolle a 100 gradi centigradi. Sicuri? Questa affermazione non e’ completa. L’acqua bolle a 100 gradi centigradi al livello del mare, cioe’ alla pressione di 1 atmosfera. Poiche’ la pressione altro non e’ che il peso della colonna d’aria che ci sovrasta, salendo di quota la pressione diminuisce e dunque l’acqua bollira’ prima. Per darvi qualche numero, la temperatura di ebollizione dell’acqua diminuisce circa di un grado ogni 300 metri di altitudine. Se, ad esempio, vi trovate in un rifugio di montagna a 2100 metri di altitudine, l’acqua bollira’ a 93 gradi centigradi.

Anche sui 100 gradi nominali, ci sarebbe da controbattere. In realta’, questa e’ la temperatura di ebollizione dell’acqua pura, che non e’ assolutamente quella che utilizziamo per cucinare in cui sono disciolti sempre dei sali.

Cosa dire invece dell’aggiunta di sale?

Sciogliendo un sale nell’acqua, in realta’ un qualsiasi soluto in un solvente, si vanno a modificare quelle che ci chiamano “proprieta’ colligative” del solvente. Tra queste, vi e’ il cosiddetto aumento “ebullioscopico”. Cosa significa? La presenza del solvente nel soluto, aumenta il punto di ebollizione.

Se ci riferiamo al caso dell’acqua, si ha un aumento ebullioscopico di 1 grado, per un litro di solvente, ogni 58 grammi di sale. Ovviamente, la quantita’ di sale che mettiamo nell’acqua e’ nettamente inferiore a 58 grammi, per cui in realta’, si ha un innalzamento del punto di ebollizione, ma parliamo di variazioni minime. Nonostante questo, “aggiungendo il sale prima l’acqua bolle dopo”.

Interessante e’ invece il discorso “coperchio o non coperchio” mentre riscaldiamo l’acqua. In questo caso, anche se molti pensano il contrario, chiudere la pentola puo’ aiutare molto a far salire la temperatura dal momento che riduce la dispersione di calore all’esterno del sistema, con un notevole risparmio energetico. In rete ho trovato i risultati di un esperimento molto carino. Prendendo 4 litri di acqua, si sono misurati i tempi necessari a raggiungere l’ebollizione nelle due situazioni, e misurando anche le temperature intermedie con i relativi tempi:

T °C Minuti con coperchio Minuti senza coperchio
40 6:56 7:05
50 10:36 10:40
60 14:09 14:32
70 17:47 18:40
80 21:43 23:33
90 25:34 29:06
96 28:08 34:13

Come vedete, c’e’ un aumento di circa il 25% per arrivare a 96 gradi non utilizzando il coperchio. Ovviamente, l’esperimento e’ stato fatto a parita’ di condizioni per cui, per fa bollire una comune pentola d’acqua da 4 litri, dovrete tenere il fuoco acceso per 6 minuti in piu’ ogni volta.

Spesso, parlando con le persone, mi viene detto che aggiungendo il sale l’acqua bolle prima perche’ nel momento in cui lo mettete nella pentola si vede un incremento dell’ebollizione. Questo in realta’ e’ vero solo in parte. Fate questo esperimento molto semplice, con l’acqua in ebollizione, buttate il sale e vedrete ribollire piu’ vigorosamente. Questo risultato e’ spesso quello che porta fuori strada le persone.

A cosa e’ dovuto?

Le molecole di sale si comportano come centri di nucleazione all’interno dell’acqua. Detto in parole molto semplici, per potersi formare, le bolle hanno bisogno di un centro intorno al quale generarsi e salire in superficie. Il sale che mettete nell’acqua fa appunto da appiglio per le bolle che non aumentano la loro temperatura, ma trovano terreno fertile per la loro formazione.

Prima di chiudere, vorrei tornare un attimo sulle proprieta’ colligative. Oltre all’innalzamento ebullioscopico, scioglere un soluto in un solvente produce anche l’abbassamento crioscopico, cioe’ diminuisce il punto di fusione del liquido. Vi siete mai chiesti perche’ durante l’inverno si butta il sale sulle strade? Ovviamente tutti sanno che serve per non far formare il ghiaccio. Bene, anche in questo caso si parla di proprieta’ colligative. Aggiungere sale fa abbassare il punto di fusione dell’acqua che dunque non congelera’ piu’ a 0 gradi, ma a temperature piu’ basse. Detto questo, non impedite che si formi il ghiaccio, semplicemente, affinche’ avvenga la transizione di fase, e’ necessario scendere di piu’ con la temperatura.

Come vedete, sia il discorso ebollizione che quello fusione dell’acqua possono essere ricondotti alle stesse proprieta’ chimico-fisiche, dette appunto “proprieta’ colligative”.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Tesori sotto il mare

9 Mag

Chissa’ quante volte, osservando il mare, ci siamo chiesti quali grandi tesori e segni di antiche civilta’ ci sono ancora sotto le sue sabbie. Probabilmente, la stessa domanda se la sono fatta anche i ricercatori del centro di Archeologia sottomarina dell’universita’ di Oxford, quando hanno iniziato a studiare i resti di un’antica cittadina egiziana, conosciuta come importante nodo di scambio per le merci che viaggiavano da occidente verso oriente.

Il porto in questione e’ quello di Heracleion per i greci, o Thonis per gli egiziani, di cui si hanno notizie da tantissimi ritrovamenti che narrano l’importanza strategica di questa cittadina e soprattutto del suo porto. I ricercatori dell’universita’ di Oxford hanno iniziato nel 1996 a studiare i reperti archeologici per cercare di individuare il luogo dove sorgeva questo insediamento e, solo dopo 4 anni, cioe’ nel 2000, hanno annunciato di aver trovato il punto esatto.

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L’antica Heracleion sorgeva nei pressi di Abukir, a pochi kilometri da Alessandria, ma non su quella che oggi vediamo come la costa, bensi’ circa 6 km a largo e 30 metri sotto il livello del mare.

Vista la particolare difficolta’, ci sono voluti 13 anni per riportare alla luce i resti di Heracleion, ma il lavoro degli archeologi e’ stato ampiamente ripagato. Dagli scavi si e’ potuto ricostruire gran parte della citta’, mostrando non solo un porto molto esteso, ma anche un centro cittadino nel perfetto stile dell’epoca.

Perche’ era cosi’ importante questa citta’? Come anticipato, si trattava di un importante nodo di scambio per le merci che viaggiavano verso oriente. Nel porto di Heracleion arrivavano dunque navi cariche di merci che venivano catalogate e poi imbarcate per viaggiare sul Nilo e quindi raggiungere le zone piu’ interne. Ovviamente, in base alla tipologia di carico, era necessario pagare un dazio per il trasporto, tassa che ha contribuito ad arricchire e far prosperare l’antica citta’.

Come potete immaginare, gli scavi sono stati completati proprio in questi giorni e in rete trovate anche diversi video che mostrano i fondali al largo di Abukir dove prima sorgeva Heracleion:

Oltre a numerose statue raffiguranti divinita’ egiziane, sono stati trovati reperti molto interessanti. Prima di tutto, simboli sia graci che egizi, ma anche merci, monete, pesi di piombo utilizzati per valutare il valore del trasporto oltre ovviamente ad edifici completi.

Leggermente al largo dell’antico porto, sono stati ritrovati ben 64 relitti di navi da carico. A detta degli archeologi, questi relitti testimoniano anche la continua bonifica della zona portuale effettuata agli addetti che provvedevano ad affondare navi troppo vecchie o non piu’ perfettamente efficienti.

A dimostrazione del carattere “internazionale” per il tempo di Heracleion, le iscrizioni e le steli ritrovate nel porto, molto spesso, sono scritte sia in egiziano che in greco, in modo da offrire una segnalatica e degli avvertimenti comprensibili dai principali utilizzatori del nodo di scambio.

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Oltre all’importanza archeologica di questo ritrovamento, i resti dell’antica citta’ sono quasi in un perfetto stato di conservazione proprio grazie al fatto che sono rimasti seppelliti per ben 1200 anni nella sabbia. Questo mantello isolante, ha conservato in ottimo stato i manufatti in pietra dell’antica citta’ arrivati fino a noi in condizioni veramente eccellenti, come visto anche nel video girato sotto il livello del mare.

Domanda molto interessante che ci si pone e’: come mai Heracleion e’ affondata nel mare?

Purtroppo, ad oggi, su questa domanda, non esiste ancora una risposta universalmente acettata. Dalle osservazioni sul campo, si pensa che l’antica citta’ sorgesse su un terreno molto argillosso, come quello della zona circostante, e dunque fortememte soggetto a cedimenti strutturali. Molto probabilmente, a seguito di un violento sisma, il terreno e’ ceduto sotto il peso dei vasti edifici della citta’, facendo sprofondare in acqua l’importante centro antico.

In questa chiave, molto probabile e confermata dal punto di vsta geologico dagli studi sulla zona, lo sviluppo stesso della citta’, e dunque l’aumentata cubatura degli edifici, sarebbe stata una delle cause che avrebbe portato alla distruzione dell’antica Heracleion.

Come potete vedere dalle foto, quanto ritrovato sotto la sabbia e’ veramente notevole. Praticamente, stiamo riportando alla luce resti di 1200 anni fa, rimasti inviolati dal momento in cui la citta’ e sprofondata. Concludendo, gli scavi sono stati conclusi, ma ancora moto lavoro resta da fare prima di tutto per catalogare i ritrovamenti, ma anche per eseguire un’indagine in ritardo di 1200 anni per capire il perche’ questo fiorente porto dell’antichita’ sia stato spazzato via cosi’ velocemente.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.