Acqua e ghiaccio a zero gradi?

[Ruben/IT9RFO]

Ciao a Tutti.

Avrei una questione da porvi, per cui nessuno mi ha saputo dare una
risposta soddisfacente.
Tutto è cominciato un giorno di caldo, quando un collega (Fisica) esce
dallo zaino una bottiglia d'acqua "ghiacciata".
A quel punto, un altro collega chiede al primo di offrirgli dell'acqua
a 0°gradi.
Di li una lunga discussione per cui abbiamo interpellato anche dei
professori, sulla effettiva temperatura dell'acqua e del ghiaccio.
Io ed uno di questi colleghi infatti, sostenevamo che la temperatura
del ghiaccio (che in quel momento occupava gran parte del volume della
bottiglia) è di 0° soltanto nella parte più esterna, cioè quella a
contatto con l'acqua, mentre all'interno è ad una temperatura
certamente inferiore. Al contrario l'altro collega ed un professore ci
hanno detto che una miscela di acqua e ghiaccio è a 0°.
Dunque mi chiedo: chi ha ragione? E' mai possibile che in qualsiasi
percentuale delle componenti, tale miscela risulti a zero gradi?

(se penso al mare nella sua complessività lo posso immaginare come una
miscela del ghiaccio dei poli con quella di acqua allo stato
liquido..ci sono tanti fattori che trascuro, ma sbaglio?)

Grazie anticipatamente a Tutti per le risposte, perchè è davvero un
grande dubbio per me!

[Enrico SMARGIASSI]

Post by Ruben/IT9RFO
Dunque mi chiedo: chi ha ragione? E' mai possibile che in qualsiasi
percentuale delle componenti, tale miscela risulti a zero gradi?

L'acqua e' sicuramente a 0 gradi centigradi (a pressione atmosferica) se
e' in equilibrio col ghiaccio, e viceversa. Si puo' supporre che
l'equilibrio sia solo locale, quindi limitato all'interfaccia
solido-liquido o sue immediate vicinanze; nel vostro caso immagino che
la bottiglia fosse sottozero al momento di tirarla fuori dal freezer, e
che si sia scaldata gradualmente a partire dall'esterno. Quindi mi pare
che un equilibrio globale non potesse esserci e che tu abbia ragione.

[not1xor1 (Alessandro)]

Ruben/IT9RFO ha scritto:

premessa: non prenderlo come un attacco personale, non ho niente contro di te,
del resto non sei responsabile dello stato in cui ci troviamo in questo paese
(BTW quest'anno, per la prima volta dal dopoguerra, nessuno studente italiano
è stato in grado di superare gli esami di ammissione al MIT)

Post by Ruben/IT9RFO
Avrei una questione da porvi, per cui nessuno mi ha saputo dare una
risposta soddisfacente.

dovrebbe saperti rispondere un bambino della scuola media

Post by Ruben/IT9RFO
Tutto è cominciato un giorno di caldo, quando un collega (Fisica) esce
dallo zaino una bottiglia d'acqua "ghiacciata".

uno studente universitario dovrebbe sapere che il verbo "uscire" è
intransitivo, qualcuno non può "uscire" qualcosa

Post by Ruben/IT9RFO
A quel punto, un altro collega chiede al primo di offrirgli dell'acqua
a 0°gradi.

la temperatura alla quale avviene il cambiamento di fase dell'acqua dipende
dalla pressione e dalla presenza di "sostanze" solubili

Post by Ruben/IT9RFO
Di li una lunga discussione per cui abbiamo interpellato anche dei
professori, sulla effettiva temperatura dell'acqua e del ghiaccio.

notevole il livello di preparazione dei professori

Post by Ruben/IT9RFO
Io ed uno di questi colleghi infatti, sostenevamo che la temperatura
del ghiaccio (che in quel momento occupava gran parte del volume della
bottiglia) è di 0° soltanto nella parte più esterna, cioè quella a
contatto con l'acqua, mentre all'interno è ad una temperatura
certamente inferiore. Al contrario l'altro collega ed un professore ci
hanno detto che una miscela di acqua e ghiaccio è a 0°.
Dunque mi chiedo: chi ha ragione? E' mai possibile che in qualsiasi
percentuale delle componenti, tale miscela risulti a zero gradi?

il ghiaccio non è un buon conduttore di calore e tanto meno si comporta come
una specie di condensato di bose-einstein ovvero la variazione di energia
cinetica non si trasmette istantaneamente a tutte le sue molecole

la temperatura dell'acqua sarà pari a quella di cambiamento di fase solo nello
strato a contatto con il ghiaccio, sarà superiore nello strato a contatto con
la bottiglia (con notevoli variazioni dovute ai moti convettivi) mentre sarà
inferiore al centro del nucleo solido (l'entità ovviamente dipende dalla
temperatura iniziale, da quella ambiente, dalla capacità della bottiglia di
trasmettere il calore, dal tempo e dalla "composizione" dell'acqua)

p.s. se ho scritto qualcosa di sbagliato sarei lieto di essere corretto