Acqua del rubinetto
Prima di iniziare a scoprire tutte le fantastiche proprietà dell’acqua, occorre fare un piccolo passo indietro e partire dalla sua composizione.
Quante volte hai sentito dire che la formula chimica dell’acqua è H2O? Ma ti ricordi che cosa significa esattamente?
È presto detto: la molecola dell’acqua è costituita da un atomo di ossigeno, legato covalentemente a due atomi di idrogeno.
In chimica, un legame covalente è un legame in cui atomi uguali e diversi mettono in comune uno o più elettroni tra loro in modo da formare una o più coppie.
Le molecole di acqua interagiscono tra di loro in modo caratteristico, infatti gli atomi di idrogeno di una molecola si legano con un legame o ponte a idrogeno con l’atomo di ossigeno della molecola vicina, questo ne determina una serie di specifiche proprietà:
Ora, non resta che analizzarle una ad una, per capire meglio quello che osserviamo in natura!
La tensione superficiale dell’acqua
Questa caratteristica fa sì che l’acqua tenda ad assumere una forma sferica, la classica goccia per intendersi.
Questo perché le singole gocce sono unite dalla forza di coesione, ovvero l’attrazione tra molecole della stessa sostanza.
Prova a versare un po’ di acqua su una superficie liscia: potrai osservare come l’acqua tenda a formare gocce sferiche e non ad espandersi in una pellicola sottile.
Lo sai che, senza la forza di gravità, una goccia d’acqua assumerebbe una forma sferica perfetta?
Ed è per questo che oggetti relativamente leggeri e con una buona estensione superficiale possono tranquillamente galleggiare sulla superficie dell'acqua indipendentemente dal principio di Archimede. Pensa ad esempio alle tavolette che si usano in piscina.
La capillarità dell’acqua
La capillarità è un’altra caratteristica tipica dell’acqua ed è una diretta conseguenza della tensione superficiale: è grazie a questa peculiarità che l’acqua riesce a muoversi in spazi minimi e capillari e quindi anche a risalire in fessure e tubi sottilissimi.
È in base a questo principio, inoltre, che le piante si nutrono attraverso le radici, facendo risalire dal terreno acqua e sali minerali.
La densità dell’acqua
Nella maggior parte dei liquidi, la densità (il rapporto tra massa e volume) aumenta al diminuire della temperatura, fino a raggiungere il valore massimo quando il liquido si solidifica.
Anche la densità dell'acqua aumenta al diminuire della temperatura, ma solo fino a 4° C. Al di sotto di questa temperatura, infatti, la densità dell’acqua diminuisce, al contrario degli altri liquidi. Il ghiaccio, infatti, ha una densità minore rispetto all’acqua e può anche galleggiarvi.
Una caratteristica fondamentale per la vita negli ambienti acquatici: lo strato di ghiaccio che si forma sulle superfici di laghi e stagni non va ad accumularsi sul fondo, bensì galleggia (proprio perché di densità inferiore a quella del liquido).
E galleggiando, va di fatto ad isolare termicamente il liquido sottostante, proteggendo tutte le forme di vita che lo popolano.
Un fenomeno, questo, che può invece essere dannoso per le tubazioni dell'acqua nei mesi invernali.
Al proposito, per evitare spiacevoli inconvenienti e preservare il tuo contatore, ti suggeriamo la lettura di questi semplici accorgimenti → Come proteggere il contatore dal freddo
Il calore specifico dell’acqua
Partiamo dalla definizione generale: il calore specifico è la quantità di calore necessaria a una sostanza per aumentare di un grado Celsius la sua specifica temperatura.
L’acqua presenta un elevato calore specifico, 4 volte più dell’aria. Questo significa che è molto resistente alle variazioni di temperatura.
Ma non finisce qui, perché nella vita di tutti i giorni possiamo osservare come l’acqua, durante l’ebollizione, rimane sempre a 100° C, anche se continua a bollire e dunque a fornire calore.
Lo stesso principio anima la fusione di un cubetto di ghiaccio: pur sottraendo calore dall'ambiente circostante, durante la fusione, la temperatura del cubetto di ghiaccio rimane costante a 0° C.
Il calore che circola in questi passaggi viene definito latente, cioè nascosto, perché all’assorbimento di calore non corrisponde un aumento della temperatura.
E anche questo fenomeno dipende dal legame a idrogeno, che tiene unite le molecole di acqua, impedendone il movimento, quindi contenendo l’energia cinetica.
C’è anche da aggiungere che l’acqua, oltre ad un calore specifico alto, ha anche una elevata capacità termica: detto in altre parole, si scalda e si raffredda lentamente.
È per questo che la temperatura è sempre più mite al mare: la temperatura dell’acqua diminuisce o aumenta più lentamente rispetto a quella dell’aria, al variare delle stagioni, e così mitiga la temperatura dell’aria.
La viscosità dell’acqua
Nei liquidi, la viscosità è la misura dell’attrito interno: detto in modo più semplice, è la resistenza allo scorrimento quindi la tendenza a trascinarsi dietro i vari elementi di cui è composto, nel momento in cui scorre lungo una superficie.
L’acqua è un fluido non viscoso, a differenza del mercurio. E più aumenta la pressione, minore è la resistenza dell’acqua a scorrere.
Il punto triplo dell’acqua
Che cosa è il punto triplo? È il punto in cui, con una certa temperatura e una certa pressione, si possono avere in contemporanea i tre stati dell’acqua: solido, liquido e gassoso, quindi ghiaccio, acqua e vapore.
Ma non finisce qui. L’acqua è anche un ottimo solvente, interagendo con le molecole di una sostanza (il soluto) separandole e creando con esse legami di tipo elettrostatico. I sali disciolti nell’acqua, con i loro ioni, la rendono un buon conduttore di elettricità.
La presenza di soluti, inoltre, va a incidere sulle proprietà dell'acqua come ad esempio l’innalzamento del punto di ebollizione e la diminuzione del punto di congelamento.
Queste sono solo alcune delle principali proprietà dell’acqua, caratteristiche che la rendono un elemento straordinario e indispensabile per la vita di tutti noi. Le conoscevi tutte?
