Curva di raffreddamento, utile per capire i passaggi di stato ovvero quelle trasformazioni che vediamo tutti i giorni senza nemmeno farci caso. Mentre nel materiale che ci circonda, e anche in quello che ci costituisce, avviene di tutto, noi ignari della complessità di questi processi, ci preoccupiamo di altro e nemmeno di conoscere i meccanismi che regolano ciò che evolve nel mondo. Nel piccolo, ma con enormi conseguenze. Le curve di raffreddamento sono uno strumento che ci aiuta da tempo a capire meglio, dando una forma a dei processi che possono apparire agli occhi di un bambino, quasi magici.
Curva di raffreddamento: cosa è
Si tratta di una linea tracciata su un grafico che rappresenta la transizione dello stato della materia, un passaggio di stato. Solitamente dallo stato di gas a quello solido oppure dallo stato liquido a quello solido. Su questo grafico, sulle coordinate segniamo il tempo e la temperatura, sull’asse X il tempo e la temperatura sull’asse Y perché vogliamo in concreto vedere come cambia la temperatura in funzione del tempo. Le curva di raffreddamento mettono in luce le caratteristiche di alcuni materiali che a volte non notiamo in modo immediato guardando solo una fila di numeri.
Curva di raffreddamento dell’acqua
L’acqua, esempio tipico per raccontare cosa rappresenta la curva di raffreddamento e quanto è importante al fine di comprendere come una sostanza, anche una sostanza “semplice” come l’acqua, cambia forma, aspetto e caratteristiche al variare dei parametri come la temperatura, l’umidità, la pressione.
Prendiamo del vapore in un contenitore, a circa 150 °C, raffreddiamo rapidamente il gas fino ad arrivare a 100 °C, soglia in cui la temperatura rimane costante nonostante si continui a togliere calore al sistema. Quando un po’ di vapore è diventato liquido, la temperatura riprende a scendere fino ad un’altra temperatura soglia, 0 °C, a cui l’acqua si trasforma in ghiaccio.
Queste evoluzioni descrivono differenti della materia e corrispondenti diversi livelli energetici, la curva di raffreddamento ne da una rappresentazione grafica efficace.
Curva di riscaldamento e raffreddamento
Oltre alla Curva di raffreddamento, esiste anche la Curva di riscaldamento, sono entrambe curve molto apprezzate, soprattutto da fisici e chimici e per chi studia le proprietà della materia, ingegneri compresi. Anche la curva di riscaldamento, come quella di raffreddamento, mostra i valori della temperatura in funzione del tempo durante il processo di riscaldamento, o raffreddamento, della sostanza. Esse possono essere utili per riconoscere di che sostanza si tratta, partendo dal suo comportamento a temperatura crescente o decrescente.
Curva di raffreddamento e passaggi di stato
Quelli solido-liquido e liquido-vapore sono i passaggi di stato che ritroviamo associati alla Curva di raffreddamento, curva che è caratteristica di una certa sostanza o di un gruppo di esse con comportamento affine.
I passaggi di stato possono avvenire a pressione esterna costante o a temperatura costante, variando la pressione, ovviamente la Curva di raffreddamento serve nel primo caso. Si ha quindi una sostanza pura allo stato solido a pressione costante, con temperatura sempre più bassa.
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