Sopraffusione: differenze tra le versioni

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Ciò che si viene a creare è una situazione instabile da un punto di vista [[termodinamica|termodinamico]], cioè il liquido è in condizione metastabile. Questo comportamento è dovuto al fatto che anche i movimenti su scala molecolare, cioè traslazionali, rotazionali e vibrazionali subiscono un brusco rallentamento. Le molecole non hanno dunque il tempo (cinetica) per cambiare posizione, ed ordinarsi in un reticolo cristallino stabile da un punto di vista termodinamico (che può essere individuato sul diagramma di stato).

Nel caso particolare dei [[metallo|metalli]] liquidi e dei polimeri in corso di solidificazione, si definisce ''grado di sottoraffreddamento'', o semplicemente sottoraffreddamento (o ''grado di soprafusionesopraffusione''), la differenza fra la temperatura alla quale è stata sottoraffreddata una data sostanza e quella a cui inizia effettivamente la solidificazione del liquido (temperatura di equilibrio). Tale grandezza dipende dal grado di purezza del metallo e dalla velocità di asportazione del [[calore]] dal bagno liquido.

== Acqua soprafusasopraffusa ==

Con '''acqua sopraffusa''' o '''soprafusa''' (''supercooled water'') si intende il fenomeno per il quale l'[[acqua]] rimane [[Liquido|liquida]] a [[temperatura|temperature]] inferiori a 0 °C.

=== Approfondimento ===

Il fenomeno dell'acqua soprafusasopraffusa si verifica a causa delle dimensioni delle [[goccia|gocce]] d'acqua: una goccia che sia molto piccola ha la proprietà di avere una [[tensione superficiale]] tale da non farla ghiacciare. Altre condizioni da rispettare perché il fenomeno avvenga sono la purezza dell'acqua, che deve quindi essere priva di [[sali minerali|sali]] e il raffreddamento, che deve avvenire in uno stato di quiete.

L'acqua soprafusasopraffusa è una condizione estremamente instabile e ha la proprietà di solidificare a contatto con altri oggetti<ref>{{cita web|url=http://it.encarta.msn.com/encyclopedia_761573158/Acqua.html|titolo=Acqua|editore=MSN Encarta|accesso=31 dicembre 2008}}</ref>. Anche le vibrazioni possono portare alla solidificazione immediata della goccia. Il [[cristallo di ghiaccio]] ha una struttura cristallina differente rispetto ai cristalli di ghiaccio classici. Il cristallo di ghiaccio muta forma a seconda della temperatura dell'acqua sopraffusa da cui deriva<ref>{{cita web|url=http://www.snobord.it/backcountry/neve.asp|titolo=Conoscere la neve|editore=snobord.it|accesso=31 dicembre 2008}}</ref>:

* intorno ai −6&nbsp;°C si ha una piastrina che cresce nel senso dello spessore, formando sottilissimi aghi di sezione esagonale

* intorno ai −10&nbsp;°C l'aumento della dimensione dei cristalli avviene nel senso delle dimensioni maggiori dell'esagono iniziale, formando piastrine esagonali più ampie (il calore latente di fusione alla pressione di 1 atm e alla temperatura di -10&nbsp;°C è 79.8 cal/g)

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Il fenomeno per il quale l'acqua sopraffusa congela istantaneamente al contatto con un solido prende il nome di [[gelicidio]]<ref>{{cita web|url=http://forum.ilmeteo.it/showthread.php?t=14967&page=2|titolo=Una delle cose più bizzarre della chimica|editore=IlMeteo.it|data=20 settembre 2007|accesso=31 dicembre 2008}}</ref>.

Nelle [[nube|nubi]] fredde (con temperatura inferiore a 0&nbsp;°C) le goccioline d'acqua sono relativamente comuni a temperature fra gli 0&nbsp;°C e i −12&nbsp;°C. È più difficile trovare tale fenomeno tra i −12&nbsp;°C e i −20&nbsp;°C. È molto raro che il fenomeno si presenti tra i −20&nbsp;°C e i −40&nbsp;°C, mentre è molto difficile trovare goccioline soprafusesopraffuse sotto −40&nbsp;°C, dato che gli esperimenti hanno evidenziato come una gocciolina del diametro di 5&nbsp;µm congeli spontaneamente a quella temperatura<ref>{{cita libro|titolo=Manuale di meteorologia|curatore=Mario Giuliacci|città=Milano|editore=Alpha Test|anno=2005|p=483}}</ref>.

=== Problemi pratici ===

Le [[nubi]] contenenti acqua soprafusasopraffusa possono essere pericolose per gli [[aerei]] che le attraversano. La tendenza quasi istantanea a formare una pellicola di ghiaccio dell'acqua soprafusasopraffusa a contatto con un solido può provocare il blocco dei comandi o appesantire sensibilmente il mezzo<ref>{{cita web|url=http://www.meteoservice.it/forum/archive/index.php/t-7467.html|titolo=Un fenomeno che mi ha sempre affascinato: acqua sopraffusa|autore=Meteoservice Staff

|editore=Meteoservice.it|data=19 maggio 2007|accesso=31 dicembre 2008}}</ref>.

La presenza di acqua soprafusasopraffusa è spesso sintomo di [[grandine]]<ref>{{cita web|titolo=Come si forma – MeteoGrandine|url=http://www.meteograndine.com/?costante_pagina=comesiforma&id_lingua=2|data=31 dicembre 2008|accesso=14 ottobre 2012}}</ref>, in quanto l'acqua soprafusasopraffusa è tipica delle nubi cumuliformi.

Il fenomeno della sopraffusione dell'acqua inoltre interviene nella formazione del [[ghiaccio ancorato]].

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== Bibliografia ==

* {{cita libropubblicazione | nome=Boris | cognome=Weinberg | titolo=La cristallizzazione dell'acqua soprafusa | 2007anno=1908 | Italian Physical Society riprende da ''rivista=Il Nuovo Cimento (1901 - 1910)''| Roma }} vol. volume=16, |numero =1, |data=dicembre 1908 |doi=10.1007/BF02712288}}

== Voci correlate ==