Anche la cola si gonfia

n. 301

cola

Mi scrive una simpaticissima lettrice: Scusi professoressa Miao, si è discusso in casa di una questione che tanto per cambiare è fisica applicata. Sappiamo che l'acqua a zero gradi centigradi cambia di stato aumentando di volume, ma la coca cola...? Aumenta della stessa percentuale il proprio volume o di più? Chi sostiene che aumenta di più attribuisce la causa "alle bollicine". Attendiamo l'ardua sentenza! Grazie!!!

Allora, vediamo di miagolare un po' di fisica! Quando ghiaccia, l'acqua aumenta di volume, a differenza di molti altri liquidi. Il motivo è che la molecola è fortemente polare. Cosa significa? Innazitutto bisogna scoprire il modo in cui i due atomi di idrogeno e l'unico ossigeno sono disposti, che ricorda la silohuette della testa di Topolino: cola

Le orecchie sono cariche postivamente e la testa carica negativamente: le orecchie infatti sono formate dai due atomi di idrogeno che restano come scoperti dai loro elettroni perché l'ossigeno li “attira” fortemente. Quindi le orecchie-idrogeni sono cariche positivamente (prevale la carica dell'unico protone dell'idrogeno, positivo) mentre nella testa-ossigeno c'è un eccesso di elettroni. Ebbene gli idrogeni tendono a respingersi perché hanno carica identica e la molecola ha una forma di V molto aperta. Così quando le molecole si avvicinano una all'altra per formare il ghiaccio (ognuna è circondata da 3,4 molecole in media) lasciano parecchio spazio vuoto tra una e l'altra:
cola

Ecco perché l'acqua allo stato solido ha un volume che è circa il 9% più grande della stessa quantità di acqua allo stato liquido. Per questo motivo gli iceberg galleggiano: sono meno densi. Tutto questo discorso vale anche per le bevande che contengono molta acqua: non dimenticale in freeezer perché anche le lattine possono scoppiare (a me è capitato!). Per quanto riguarda l'anidride carbonica che rende gassate le bevande: se il gas rimane intrappolato durante il congelamento, partecipa all'aumento di volume perché si incastra tra le molecole e occupa volume ma la causa principale rimane l'architettura particolare delle molecole d'acqua. Un po' come la differenza fra una cola gassata e una sgassata a temperatura ambiente: la differenza di volume è impercettibile.

E ora una domanda per vedere se sono stata chiara: tra una lattina di cola normale e una senza zucchero, quale galleggia meglio?

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