L'ACQUA CHE BOLLE

E’ l’ora di pranzo e abbiamo fame, così decidiamo di farci un bel piatto di pasta. Prima dobbiamo cuocere la pasta e per fare ciò bisogna riscaldarla ad una temperatura costante. Come fare? Prendiamo una pentola e la riempiamo d’acqua  e la riempiamo non fino all’orlo, ma fino un certo livello in modo da immergere completamente la pasta che vorremo cucinare. Mettiamo la pentola sul fornello acceso e aspettiamo fino a quando bolle l’acqua. Tutte queste indicazioni sono banali e per chi cucina, ogni giorno, le esegue in automatico permettendosi  nel frattempo di leggere un libro ,parlare al telefono,pensare ad altro o fare qualche altra faccenda mantenendosi sempre,si spera,vicini alla cucina. Ma perché non pensiamo ogni tanto a quello che fa la natura  per noi? In questo caso l’acqua? 

 
Piano piano la temperatura comincia a salire e sul fondo della pentola potremmo notare la formazione di piccole bollicine. Queste bollicine sono formate da gas che erano disciolti nell’acqua come azoto, ossigeno e anidride carbonica ed esse si formano anche a temperatura ambiente,come nel caso delle bibite gassate. Una volta aperte vengono messe nel frigorifero per mantenere il loro sapore. Un esempio: la Coca-Cola dopo averla aperta, se lasciata fuori dal frigo,  i gas disciolti nella bibita si liberano e si disperdono nell’ambiente.  

Osserviamo ancora l’acqua che si sta scaldando, adesso per il fenomeno di convenzione l’acqua più vicina al fuoco è più calda,le molecole si allontanano tra di loro, diminuisce la sua densità e tende a risalire prendendo il posto dell’acqua in superficie che scende, perché più fredda e quindi più densa. Si hanno dei moti convettivi.

L’acqua vicina alla superficie comincia a evaporare più velocemente contribuendo al  raffreddamento della superficie. Perché? L’acqua è fatta da particelle, la temperatura si alza pertanto le particelle aumentano di velocità e urtano sempre più tra loro, quelle più veloci e quindi con alta energia cinetica si liberano ed escono dalla pentola e  a  rimanere sono le particelle più lente con energia cinetica più bassa, dunque si ha un abbassamento di temperatura.

Se copriamo la pentola con un coperchio si raggiunge più rapidamente l’ebollizione, perché esso trattiene il vapore caldo riducendo la dispersione di calore. Quando l’acqua sta per bollire la temperatura del fondo è più alta di quella della superficie,  si ha una elevata energia cinetica in grado di trasformare il liquido allo stato gassoso. Le prime bolle si staccano dal fondo ,ma non arrivano in cima,di colpo spariscono. Questo ancora perché non riescono a vincere la pressione esterna. In seguito la temperatura aumenta e le bolle di vapore vincono la pressione esterna e sfuggono dalla superficie. La temperatura raggiunge il punto di ebollizione e il vapore si forma non solo sulle pareti ma anche nel mezzo del liquido.

L’ebollizione si verifica quando  la tensione di vapore  del  liquido eguaglia la pressione esterna. La tensione di vapore è la pressione del vapore quando si raggiunge l’equilibrio tra la fase gassosa e la fase liquida. Ma questo cosa significa? Durante il riscaldamento ci sono particelle del liquido più veloci che si liberano e passano allo stato gassoso e altre,più lente, si trovano allo stato gassoso e per le forze intermolecolari tornano allo stato liquido.  Da una parte si ha l’evaporazione e dall’altra si ha la condensazione. E questo durante il fenomeno avviene chissà quante volte.

Immaginate un autobus pieno, a ogni fermata alcune persone scendono e vengono sostituite da altre che salgono. Si verifica l’equilibrio. In questo caso le persone che sono all’interno dell’autobus sono le molecole di vapore e quelle che aspettano alle fermate sono le molecole d’acqua allo stato liquido. A un certo punto l’autobus è troppo pieno e non può più far salire altre persone,la gente che è nell’autobus rappresenterà il vapore saturo. Il vapore saturo è il volume sovrastante il liquido che non può più contenere molecole in fase gassosa. E la pressione esercitata dal vapore saturo presenta in quel momento il suo valore massimo  e si verifica in una particolare temperatura. La pressione di vapore saturo è detta anche tensione di vapore saturo.    

L’ebollizione  è l’evaporazione rapida di un liquido e avviene a  specifiche temperature, per esempio l’acqua avviene a  100  °C , il mercurio a 357°C  e il ferro a 3000°C .

Torniamo a noi, adesso la temperatura è costante e rimarrà finché tutta l’acqua non è evaporata. Ora tutte le molecole in fase liquida passeranno allo stato gassoso. Alzando il fuoco aumenteremo la produzione di vapore ,ma non la temperatura. Aggiungiamo il sale nell’acqua e buttiamo la pasta.  Il sale interagisce con l’acqua e fa aumentare la sua temperatura  di ebollizione, di conseguenza l’acqua bolle più tardi. E’ consigliato metterlo dopo il sale,ma la quantità di sale messa in cucina potrebbe essere ininfluente, perciò la scelta se metterlo prima o dopo non dovrebbe cambiare; su questo antico problema  ardua sentenza ai chimici.

 

Il punto di ebollizione è anche influenzato soprattutto dalla pressione atmosferica. In alta montagna l’aria è più rarefatta e la sua pressione è minore rispetto a quella al livello del mare, pertanto la tensione di vapore eguaglia prima la pressione esterna e l’acqua bolle prima. La temperatura di ebollizione sarà più bassa (<100 °C) e quando buttiamo la pasta  essa cuoce più lentamente,dato che la cottura di un cibo dipende dalla temperatura. In montagna servirebbe una pentola a pressione  in grado di tenere il vapore provocando un aumento della temperatura di ebollizione, ma il  cibo sarà cucinato meglio e più rapidamente per la temperatura costante (>100 °C).

Stiamo dilungando troppo..... ah ecco la pasta è cotta ! Se state cucinando,siete annoiati, vi sentite soli e non sapete cosa fare, ricordatevi che la natura pensa a voi e non smette mai di lavorare. 

Buon appetito!