Esperimento scientifico del palloncino che non scoppia sul fuoco


Pubblicato da Raffo in Curiosità, Fisica

Per alcuni può sembrare magia, altri invece l’hanno sempre saputo ma non hanno mai capito il motivo, eppure il principio è abbastanza semplice. In questo articolo vi spiegheremo il motivo scientifico per cui un palloncino pieno d’acqua non esplode se esposto ad una fiamma.

Prima di ragionare sul principio vi consigliamo di vedere questo video per capire di cosa stiamo parlando.

FONTE: Wikipedia

La ragione per cui il palloncino non esplode è prettamente fisico ed è dovuto alle proprietà dell’acqua.
L’acqua all’interno del palloncino assorbe tutto il calore della fiamma perché il palloncino è troppo sottile per agire da isolante.
Il calore scambiato consente l’aumento di temperatura dell’acqua a diretto contatto con la fiamma dando via a quello che è il fenomeno di convezione per cui l’acqua calda sale verso l’alto facendo spazio a quella fredda, consentendo l’omogeneizzazione della temperatura dell’acqua in tutto il suo volume. La continua circolazione dell’acqua, secondo i movimenti convettivi mostrati nell’animazione accanto, consente allo strato di palloncino di rimanere sempre a contatto con acqua a temperatura fredda e quindi di rimanere intatto nella sua struttura e non esplodere nonostante sia a diretto contatto con la fiamma.

Anche se continuassimo ad esporre il palloncino per lunghi tempi, la temperatura dell’acqua non sarebbe mai sufficiente a rompere il sottile strato di plastica, lattice o gomma, almeno fino a quando essa è allo stato liquido. Infatti, essendo il punto di fusione dell’acqua a 100 °C, la massima temperatura assumibile dall’acqua liquida all’interno del palloncino è proprio quella. Solo quando è allo stato di vapore può superare tale temperatura. Finché sarà presente dell’acqua liquida, questa rimarrà a 100 °C. Siccome 100 °C sono insufficienti per fondere la plastica o il lattice del palloncino, esso rimane integro per tutto il tempo. 

Ovviamente questo esperimento può essere condotto anche con altri oggetti facendo un’accortezza: il contenitore deve avere avere delle pareti sottili. Infatti, la plastica è un isolante termico ed il fatto che il calore della fiamma venga ceduto all’acqua è consentito solo dalla sua sottigliezza, come nel caso del palloncino, che ne consente di trascurare la sua proprietà isolante.
Se usassimo un contenitore più spesso, per via dello strato isolante, il calore non riuscirebbe a trasferirsi subito all’acqua e si concentrerebbe nello strato di plastica, provocandone un’aumento della temperatura fino alla fusione. La fusione della plastica avviene fino a quando la fiamma non riesce nuovamente a scambiare il calore con l’acqua e consentire il fenomeno precedentemente descritto.
In realtà anche la plastica del palloncino si fonde, ma in misura notevolmente ridotta, deformandosi leggermente. Tuttavia la parete del palloncino è talmente sottile che le deformazioni sono impercettibili.

Lo stesso esperimento, ad esempio, può essere condotto anche con un bicchiere di plastica: esso non si scioglierà finché non sarà evaporata tutta l’acqua. Questo vi farebbe pensare che si potrebbe sfruttare questo fenomeno per riscaldare le bevande usando contenitori di plastica, invece bisogna fare molta attenzione perché  il calore tende a favorire il passaggio delle sostanze chimiche indesiderate contenute nelle materie plastiche dal contenitore al loro contenuto. Tra queste sostanze è ben nota la fama negativa del bisfenolo A, conosciuto anche come BPA. Il BPA è un componente chimico che potrebbe compromettere il corretto funzionamento del nostro sistema ormonale, causare danni al nascituro nelle donne in gravidanza e provocare infertilità.


Autore

Raffo

Raffo

Ciao a tutti, mi chiamo Raffaele Cocomazzi e sono il cofondatore di BMScience. Sono appassionato di Scienza, Medicina, Chimica e Tecnologia.
Diplomato presso l’ISIS “Luigi Di Maggio” di San Giovanni Rotondo (FG) con opzione Biotecnologie Sanitarie e studente di medicina presso l’Università degli Studi di Foggia. Se ti piacciono i miei contenuti lascia un commento ed aiutaci a diffonderli.
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