Perché le bombole di aria compressa diventano fredde
Chiunque abbia usato una bomboletta di aria compressa per pulire il computer o la tastiera sa che la bomboletta diventa rapidamente fredda al tatto. Questo video di Minute Physics esplora alcuni aspetti della termodinamica dietro a questo processo. Henry identifica dapprima alcune spiegazioni che non coincidono con le osservazioni, prima di concentrarsi sul contenuto della lattina: 1,1-difluoroetano. All’interno della lattina sigillata, questa sostanza chimica si trova in un equilibrio in parte liquido, in parte vapore. Ma quando la pressione viene rilasciata aprendo l’ugello, il liquido bolle, generando ulteriore vapore e raffreddando ciò che rimane nel serbatoio.
Anche se non è una buona spiegazione per il raffreddamento della lattina di aria compressa, il raffreddamento di un gas in espansione è molto importante in applicazioni come le gallerie del vento supersonico. Quella prima equazione che vedi a 0:36 nel video (per l’espansione isentropica adiabatica) è la chiave per ciò che accade in un ugello con flusso supersonico. Quando il flusso accelera a velocità supersoniche, la sua temperatura scende drammaticamente. Quando ero alla scuola di specializzazione, abbiamo dovuto preriscaldare la nostra galleria del vento ipersonica (più o meno nello stesso modo in cui si preriscalda il forno a casa) prima di correre a Mach 6 perché altrimenti la temperatura all’interno della sezione di prova sarebbe scesa così in basso che l’ossigeno si sarebbe liquefatto nell’aria! (Immagine e video di credito: Minute Physics)