Si può stappare una bottiglia di vino con il calore di un accendino? Le leggi incredibili della fisica ce ne danno una dimostrazione concreta.
Sono stati fatti moltissimi esperimenti con il calore, ma è davvero possibile aprire una bottiglia di vino con il calore di un accendino? Se si prova, si noterà che in primo luogo l’accendino scalderà la zona tra la superficie del liquido e il tappo di sughero, quindi l’area dove si trova una percentuale di gas.
Aumentando la temperatura, il gas si espanderà e quindi spingerà il tappo verso l’alto e non il liquido verso il basso attratto dalla forza di gravità. Oltretutto, il liquido è incomprimibile. Non diminuisce di volume e rimane costantemente allo stesso livello.
Si può stappare una bottiglia di vino con il calore di un accendino?
La fisica è incredibile e un semplice esperimento può essere molto esplicativo. Il calore di un accendino, di una candela o di qualsiasi altra fonte ha il potere di espandere il gas e spingere tutto ciò che vi si trova all’interno verso l’alto. Al contrario, un liquido non è soggetto alla spinta del calore poiché è già incomprimibile.
Il comportamento dei gas e dei liquidi in risposta al calore è legato alle loro caratteristiche molecolari e al modo in cui le molecole interagiscono tra loro.
I gas sono composti da molecole che si muovono liberamente e rapidamente nello spazio. Le molecole di un gas sono distanziate l’una dall’altra e non sono legate da forze intermolecolari significative. Quando il gas viene riscaldato, l’energia termica aumenta e le molecole si muovono ancora più velocemente. Aumentando la velocità delle molecole, il gas occupa uno spazio maggiore, cioè aumenta il suo volume. Questo fenomeno è noto come espansione termica dei gas.
Al contrario, i liquidi sono costituiti da molecole più vicine e più fortemente attratte tra loro rispetto ai gas. Le forze intermolecolari nei liquidi mantengono le molecole relativamente vicine e ben organizzate. Quando un liquido viene riscaldato, le molecole guadagnano energia cinetica e iniziano a muoversi in modo più caotico. Tuttavia, poiché le forze intermolecolari tengono le molecole vicine, la loro espansione è limitata. Quindi, i liquidi mostrano una minima espansione termica rispetto ai gas.
Il tappo sarà spinto dall’espansione del gas
Quando un gas si espande, aumenta il suo volume occupando uno spazio maggiore rispetto alla sua condizione iniziale. Questo fenomeno può verificarsi in diverse situazioni, come quando il gas viene riscaldato, quando la pressione sul gas diminuisce o quando il gas viene liberato da un contenitore sotto pressione.
Le molecole di un gas si muovono continuamente e caoticamente. Poiché le molecole hanno energia cinetica (energia legata al movimento), esse si scontrano tra loro e con le pareti del contenitore in cui sono racchiuse. La pressione del gas è dovuta proprio a queste molteplici collisioni delle molecole con le pareti del contenitore. Per questo motivo, a contatto con una fonte di calore, il tappo all’interno della bottiglia sarà spinto all’esterno.