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Ghiaccio

Autore: Leandro Alegsa

28-02-2021

Il ghiaccio è il nome comune per l'acqua congelata. Altri liquidi, come l'ammoniaca o il metano o il latte potrebbero essere chiamati ghiaccio quando si congelano, ma vengono chiamati "ghiaccio di latte", per esempio, invece che semplicemente "ghiaccio". L'acqua liquida diventa ghiaccio solido quando è molto fredda. Il punto di congelamento è 0° Celsius (32° Fahrenheit o 273 kelvin).

Il ghiaccio viene comunemente prodotto in un frigorifero o in un congelatore domestico. Se l'acqua viene messa in un congelatore e lasciata per un po', l'acqua diventa molto fredda e si congela solidamente, creando ghiaccio. L'acqua può essere messa in un contenitore di rame (o altro metallo) per farla congelare in ghiaccio più velocemente. I metalli sono buoni conduttori di calore, quindi l'acqua può congelare più velocemente che in una vaschetta di plastica.

Come si forma il ghiaccio

A differenza degli altri liquidi, l'acqua si espande quando si congela per diventare ghiaccio; così il ghiaccio galleggia sull'acqua perché il ghiaccio ha meno densità dell'acqua. Questo è molto insolito - praticamente ogni altro liquido diventa più denso quando si raffredda; il ghiaccio d'acqua, tuttavia, è un'importante eccezione. L'acqua liquida si espande di circa il 9% quando diventa ghiaccio - occupa più spazio. Questo perché le molecole d'acqua sono effettivamente più distanti invece di essere più vicine. Le molecole in un cristallo di ghiaccio sono disposte in un modo che lo rende meno denso dell'acqua liquida.

Se l'acqua nelle tubature si congela, può far scoppiare il tubo dell'acqua. L'acqua nelle bottiglie di vetro può farle esplodere quando si congela. L'acqua che congela nelle fessure delle rocce può espandersi abbastanza da spaccare le rocce dure; questo è un importante processo geologico di erosione che può abbattere le montagne e trasformare la roccia in terreno.

Quando i materiali vengono raffreddati, le loro molecole vibrano meno e si compattano insieme. Quando la maggior parte dei materiali raggiunge una temperatura chiamata punto di congelamento, le molecole formano un solido cristallino - anche se alcuni materiali (come il vetro e il catrame) non cristallizzano affatto ma formano fluidi super rigidi, che sembrano essere solidi. Solo l'elio non si congela; tutte le altre sostanze si congelano se fanno abbastanza freddo, ma i fluidi come l'olio da cucina, l'antigelo, la benzina, l'azoto, ecc. si congelano a temperature che la maggior parte delle persone non conosce.

Acqua salata

L'acqua salata ha bisogno di una temperatura più bassa per congelare rispetto all'acqua pura. Il ghiaccio risultante contiene molto meno sale dell'acqua salata da cui proviene. Questo fatto è stato talvolta usato per la desalinizzazione. Il ghiaccio salato non è così forte come l'acqua pura congelata. Allo stesso modo, spargere sale sul ghiaccio lo scioglie, se non è troppo freddo: il sale mangia progressivamente il ghiaccio, formando una salamoia che non congela a quella temperatura.

Luoghi geografici di ghiaccio

Poiché il ghiaccio galleggia, anche i grandi corpi d'acqua che si congelano, come alcuni oceani, formano ghiaccio solo in superficie. La maggior parte dei laghi non si congela mai sul fondo. Anche gli oceani più freddi, come l'Oceano Artico, congelano solo in superficie, lasciando circolare l'oceano liquido al di sotto. Grazie a questo gli oceani della Terra sono in grado di ridistribuire il calore e il clima della Terra ha meno estremi di caldo e freddo di quanto sarebbe altrimenti. Se il ghiaccio affondasse invece di galleggiare, gli oceani si riempirebbero di ghiaccio dal basso, rimarrebbero solidi e solo una parte della parte superiore si scongelerebbe. Un oceano solido non farebbe circolare il calore. Ma poiché il ghiaccio galleggia in superficie, l'acqua sottostante può continuare a circolare e il ghiaccio in superficie rimane esposto e si scioglie facilmente quando la temperatura aumenta.

I grandi corpi di ghiaccio sulla terraferma sono chiamati ghiacciai. L'Antartide ha la maggior parte del ghiaccio del mondo.

Le ere glaciali

I cambiamenti climatici avvengono di continuo. Quando fa molto freddo si chiama era glaciale. Durante le ere glaciali vaste aree della terra sono coperte da ghiaccio, neve e ghiacciai. Le cause delle ere glaciali sono complesse, o difficili da capire. Il riscaldamento globale sta attualmente influenzando le risorse di ghiaccio della Terra e anche le sue cause sono molto complesse.

Ghiaccio secco

C'è anche il 'ghiaccio secco'; è anidride carbonica congelata. Il ghiaccio secco esposto all'aria normale emette gas di anidride carbonica che è inodore e incolore. Il gas è così freddo che quando si mescola con l'aria raffredda il vapore acqueo nell'aria fino a formare la nebbia, che appare come un denso fumo bianco. È spesso usato in teatro per fare nebbia o fumo finti.

Domande e risposte

D: Cos'è il ghiaccio?

R: Il ghiaccio è il nome comune dell'acqua ghiacciata.

D: Altri liquidi possono essere chiamati ghiaccio?

R: Sì, altri liquidi come l'ammoniaca, il metano o il latte possono essere chiamati ghiaccio quando si congelano, ma di solito vengono chiamati con i loro nomi specifici, come 'ghiaccio di latte'.

D: Quando l'acqua liquida si trasforma in ghiaccio solido?

R: L'acqua liquida diventa ghiaccio solido quando è molto fredda, e la sua temperatura raggiunge il punto di congelamento di 0°C.

D: Come si prepara il ghiaccio a casa?

R: Il ghiaccio viene comunemente prodotto nel frigorifero o nel congelatore di casa. Se l'acqua viene messa in un congelatore e lasciata per un po', l'acqua diventa molto fredda e si congela, creando il ghiaccio.

D: Il materiale del contenitore influisce sul tempo necessario all'acqua per congelarsi in ghiaccio?

R: Sì, l'acqua può essere messa in un contenitore di rame (o di altro metallo) per far sì che si congeli in ghiaccio più velocemente. I metalli sono buoni conduttori di calore, per cui l'acqua può congelarsi più velocemente che in una vaschetta per il ghiaccio di plastica.

D: Qual è il punto di congelamento dell'acqua?

R: Il punto di congelamento dell'acqua è 0°C (32°F o 273K).

D: Perché alcuni liquidi hanno nomi diversi quando si congelano?

R: Alcuni liquidi hanno nomi diversi quando si congelano, come 'latte ghiacciato', perché di solito sono mescolati con altri ingredienti che influenzano le loro proprietà quando si congelano.