La porosità-la fusione

Porosità

Ponendo una goccia d'olio sul marmo notiamo che si è formata una macchia, poiché l'olio è stato assorbito. In una stanza, con aperture ben chiuse, circola aria attraverso i muri, anche se non sufficiente per una sana aerazione. Allo stesso modo costatiamo che l'acqua trasuda dagli orci di creta, che la carta assorbe i liquidi e un miscuglio di acqua e alcool ha un volume minore della somma delle due parti, in precedenza, misurate. Da questi esempi ogni corpo ha una sua porosità, che si evidenzia dal passaggio di liquidi o gas. La materia e ogni corpo sono costituiti da interstizi. L'esempio di sfere di uguale diametro, che sono disposte differentemente, precisa il concetto di porosità dei materiali. La porosità è una grandezza, espressa dal rapporto tra il volume dei vuoti e quello totale del materiale in esame, misurata in fisica con un porosimetro.

Pressione e fusione

La pressione, inoltre, producendo una variazione nel volume di alcune materie prime, induce una variazione nella loro fusione. Il punto di fusione aumenta quando esse si dilatano e diminuisce quando si riducono. Si può associare a ogni sostanza un calore di fusione, cioè la quantità di calore necessaria per trasformare un grammo di solido allo stato liquido alla temperatura di fusione. Per materie diverse è impossibile verificare uniformità di comportamenti nel volume dei solidi e dei liquidi in funzione della temperatura e della pressione. Le sostanze allo stato gassoso si comportano, invece in modo simile. Nei solidi le forze attrattive tengono ferme le molecole, gli atomi e gli ioni, la cui energia cinetica determina solo vibrazioni intorno alle stesse posizioni. Le molecole di un gas in movimento disordinato, invece, vincono facilmente la forza attrattiva, mentre quelle dei liquidi, non in modo completo.

Fusione

La fusione è il passaggio dallo stato solido al liquido, per somministrazione di calore. La fusione del ghiaccio si definisce “brusca” perché non assume altri stati intermedi. Alcuni corpi prima di fondere assumono uno stato molle, come la cera per esempio, poiché sono costituite da miscugli di sostanze diverse: alcune, infatti, fondono prima e altre dopo, allo stesso modo in cui sostanze diverse, a parità di peso, si riscaldano alla stessa temperatura con quantità diverse di calore. La temperatura fissa di riferimento per ogni misura è quella di 0^o ,punto di fusione del ghiaccio alla pressione di un atm.

Leggi della fusione:

- Ogni corpo fonde a una determinata temperatura.
- Durante la fusione la temperatura rimane costante. Riscaldando, infatti, del ghiaccio con calore a varie temperature, l’acqua ottenuta per fusione, finché vi è un ultimo pezzo di ghiaccio non ancora fuso, è a 0°.
- Un Kg di ogni sostanza fonde con un certo numero di calorie, dette di fusione.

Volume e fusione

La fusione causa dilatazione. Ogni sostanza liquida a parità di peso ha un volume maggiore rispetto al suo stato solido. In alcune sostanze avviene il contrario, come nel ghiaccio. Una bottiglia d’acqua tappata e messa a congelare, infatti, si spacca. Un dm³di acqua occupa il volume di dm³ 1,09, con il suo congelamento, trasformandosi in ghiaccio. Per questo l’acqua, penetrando nelle porosità di rocce, pavimenti di terrazzi o tegole, gelando, li sgretola. Il ghiaccio, perciò, avendo un volume maggiore e una densità minore, è più leggero nel suo stato solido e galleggia sull'acqua.

Sopraffusione

Materie prime che hanno un loro punto di fusione, non sempre solidificano. La sopraffusione è un fenomeno che avviene nei polimeri, che non cristallizzano per fenomeni chimici, e nei liquidi. Si può verificare sperimentalmente questo fenomeno, raffreddando l’acqua disaerata, lentamente, in un recipiente chiuso, ricoperto da uno strato d’olio in superficie, rispettando però la condizione di un suo stato di quiete.

In questo modo la temperatura si può abbassare a diversi gradi sotto lo zero fino a -15 e se l’acqua riempie un tubo a sezione capillare, fino a -20. In questa fase basta agitare l’acqua o immergervi un pezzettino di ghiaccio, per ottenere la sua solidificazione in ghiaccio, per cui si ha un aumento della temperatura a 0⁰. La sopraffusione viene in aiuto al regno vegetale quando nei periodi invernali le piante sopravvivono al gelo.