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Parabrezza appannato e tensione superficiale

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La tensione superficiale è causa di effetti che osserviamo quotidianamente, per esempio l'appannamento del parabrezza in auto. Questo avviene nei giorni di pioggia, quando si tengono i finestrini serrati, giacché le persone a bordo, respirando, rendono l'aria satura di vapor d'acqua. Essendo i vetri dell'auto le parti più fredde della vettura, il vapore va a condensarsi su di essi.

 

Se il vetro fosse idealmente pulito, le forze di adesione che si esercitano tra l'acqua e la sua superficie farebbero sì che il vapore vi si stenda in modo uniforme, formando un velo d'acqua trasparente e consentendo una nitida visione dell'esterno. Si formano invece microscopiche gocce d'acqua che diffondono i raggi in tutte le direzioni, facendo sì che le informazioni visive che portano con sé divengano confuse, come illustrato in figura. L'effetto è analogo a quello prodotto dal vetro smerigliato.

 

Parabrezza TensioneSuperficiale

 

Le goccioline si formano perché il vetro è contaminato da esalazioni di grasso accumulatesi nel tempo. È noto che le forze di adesione dell'acqua al grasso sono deboli, tanto che è impossibile bagnare una superficie untuosa. Prevalgono allora le forze di coesione interne all'acqua stessa, che tendono a farle assumere la forma di goccia.

 

L'acqua è tenuta assieme dalle forze di legame che si esercitano tra le sue molecole. Un dato volume di liquido si trova in equilibrio quando le forze che agiscono su ogni molecola da parte di tutte le altre si compensano reciprocamente bilanciandosi a zero. Fanno eccezione le molecole di superficie giacché oltre essa c'è l'aria, cosicché mancano forze dirette verso l'esterno. In tal caso le forze di coesione diventano prevalenti e le molecole di superficie sentono un'attrazione verso l'interno, come avviene per quelle della gomma di un palloncino gonfiato. Quest'attrazione si chiama tensione superficiale. Come per il palloncino, la forma che questa tensione fa assumere al corpo è sferica, quella che minimizza l'energia del sistema.

 

Le gocce si formano anche quando l'acqua poggia su una superficie le cui molecole esercitano, nei confronti delle molecole acquose, un'azione più debole che non quella delle loro forze coesive. È il caso appunto del grasso steso sul vetro, che diventa non più bagnabile. L'inconveniente si supera lavando bene il vetro con sostanze tensioattive - sapone, detergenti, miscele lavavetro - che provvedono a inibire l'effetto della tensione superficiale. L'acqua allora si stende naturalmente a formare un film.

 

Se il parabrezza non è ben pulito, si può ricorrere al condizionatore per far condensare il vapore sulla sua piastra fredda, così asciugando l'aria e favorendo la rapida evaporazione delle goccioline dai vetri. Se fa freddo, occorre attivare simultaneamente anche il riscaldamento. Il problema dell'appannamento si ritrova in varie circostanze, dagli occhialetti in piscina, allo specchio del bagno in presenza di vapore, ai vetri delle finestre di cucina quando si bolle la pasta o si usa la pentola a pressione. In mancanza di prodotti tensioattivi specifici, può bastare lo sfregamento sulla superficie interessata di una fetta di patata cruda o una leccatina, come fanno i nuotatori, dato che patata e saliva contengono sostanze tensioattive.

 

Credits immagine: Pexels

Andrea Frova

Andrea Frova, nato a Venezia, già Ordinario di Fisica Generale alla Sapienza, ha fatto ricerca nel campo della luce e delle proprietà ottiche dei semiconduttori. È autore di molte pubblicazioni scientifiche nelle maggiori riviste internazionali. Ha anche scritto testi di divulgazione, saggi musicologici e libri di narrativa. Ha vinto il "Premio Galileo per la divulgazione scientifica" nel 2008 con Se l'uomo avesse le ali (Rizzoli-BUR), e il "Premio Città di Como" con il saggio storico-scientifico Newton & Co. - Geni bastardi (Carocci 2015). Il suo ultimo libro è Luce, una storia da Pitagora a oggi (Carocci 2017).

Copertina   marzo-aprile 2019

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