{"id":2432,"date":"2006-01-29T00:00:00","date_gmt":"2006-01-28T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"2432","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/2432\/","title":{"rendered":"Perch\u00e8 quando l’acqua ghiaccia aumenta il suo volume? Grazie per tutto e saluti."},"content":{"rendered":"

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\"\" <\/td>\nGhiaccio:<\/font> nome delle varie forme cristalline (ne sono note 5) dell\u2019acqua allo stato solido.
Il peso specifico \u00e8 pari a 0,92, inferiore di circa l\u20198% rispetto a quello dell\u2019acqua.<\/p>\n

Il ghiaccio \u00e8 quindi composto da molecole di acqua cristallizzate.<\/span><\/font>
\u00a0<\/td>\n

\u00a0\"\"<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Forma\u00a0<\/font><\/td>\nAghiformi\u00a0<\/font><\/td>\nA piastrina\u00a0<\/font><\/td>\nDendritici\u00a0<\/font><\/td>\nForme
prismatiche\u00a0<\/font><\/td>\n		Prismi
piramidali\u00a0<\/font><\/td>\n<\/tr>\n
Immagine\u00a0<\/font><\/td>\n\"\"\u00a0<\/td>\n\"\"\u00a0<\/td>\n\"\"<\/td>\n\"\"<\/td>\n\"\"\u00a0<\/td>\n<\/tr>\n
\u00a0Temperatura
in \u00b0C
<\/font><\/td>\n		sotto i -5 \u00b0C\u00a0<\/font><\/td>\nTra i -10 \u00b0C
ed i -20 \u00b0C<\/font><\/td>\n		-15 \u00b0C\u00a0<\/font><\/td>\nTra i -45 \u00b0C
ed i -50 \u00b0C\u00a0<\/font><\/td>\n		Tra i -50 \u00b0C
ed i -90 \u00b0C\u00a0<\/font><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Figura 1. Le cinque forme cristalline dell\u2019acqua che solidifica nel sistema esagonale.
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L\u2019acqua presenta una particolare propriet\u00e0 quando passa dallo stato liquido a quello solido.<\/font><\/p>\n

Generalmente, se prendiamo una sostanza solida e la facciamo fondere, il liquido ottenuto ha un volume maggiore di quello del solido. <\/font>
Viceversa, facendo solidificare quella sostanza liquida, otterremo un solido di volume inferiore a quello del liquido. In altre parole un pezzo di ferro solido occupa un volume minore di quel ferro liquido ottenuto per fusione.<\/font><\/p>\n

Cosa accade invece con l\u2019acqua?<\/span><\/font> Con l\u2019acqua avviene il contrario:<\/font><\/font><\/div>\n

l\u2019acqua solidificando aumenta di volume; ci\u00f2 \u00e8 dovuto al fatto che le molecole si dispongono stabilmente in un reticolo di cristalli secondo una struttura geometrica esagonale<\/span>, nella quale gli spazi fra molecola e molecola sono maggiori di circa l\u20198,7% rispetto a quelli tra le molecole allo stato liquido. <\/font><\/p>\n

Quindi, se facessimo ghiacciare un litro d\u2019acqua liquida (1000 cm3<\/sup> = 1 dm3<\/sup>) otterremmo un blocco di ghiaccio dal volume di circa 1.087 cm3<\/sup>. Tale blocco potrebbe essere un parallelepipedo a base quadrata con lato di 10 cm e con altezza di cm 10,87. Se messo in acqua, tale blocco galleggerebbe emergendo dal livello dell’acqua per circa 9 millimetri.<\/p>\n

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\"\"\/ <\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n
Figura 2. Diversa disposizione delle molecole dell\u2019acqua:
<\/font>(a) allo stato liquido; (b) allo stato solido, cio\u00e9 ghiaccio.<\/p>\n

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Il ghiaccio mostra una struttura cristallina piuttosto ariosa<\/span> con ampi spazi vuoti fra una molecola e l\u2019altra, spazi determinati dalla presenza di questi particolari tipi di legame chimico.
Quando il ghiaccio fonde (si scioglie) l\u2019impalcatura spaziosa<\/span> crolla progressivamente, le molecole si avvicinano e diminuisce il volume dell\u2019acqua che ne deriva. L\u2019acqua cos\u00ec ottenuta ha densit\u00e0 maggiore del ghiaccio da cui deriva.<\/p>\n

Dalla figura 2 si comprende benissimo che lo stesso numero di molecole d\u2019acqua cristallizzate (ghiaccio) occupa uno spazio maggiore rispetto alle stesse molecole d\u2019acqua liquida.<\/p>\n

La particolare disposizione delle molecole cristallizzate \u00e8 causata dal fatto che durante la cristallizzazione, processo che avviene quando l\u2019acqua solidifica, si ha una diminuzione di energia libera (viene sottratta energia all\u2019acqua).
Il reticolo cristallino che si forma \u00e8 un sistema in equilibrio che corrisponde ad un contenuto minimo di energia.
In parole povere, le molecole assumono una certa disposizione per \u201cadattarsi<\/span>\u201d alla diminuzione di energia disponibile per muoversi.<\/p>\n

Dunque due volumi uguali, uno contenente acqua allo stato liquido e l\u2019altro acqua allo stato solido, non contengono un ugual numero di molecole; e precisamente:
\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0 il primo volume (d\u2019acqua) ne contiene un numero maggiore del secondo (di ghiaccio).
Ne consegue che il peso specifico del ghiaccio \u00e8 inferiore a quello dell\u2019acqua allo stato liquido. <\/p>\n

L\u2019importantissima conseguenza del fatto c<\/font>he l\u2019acqua aumenta di volume allo stato solido, \u00e8 che il ghiaccio ha un peso specifico minore dell\u2019acqua e pertanto galleggia. Inoltre esso \u00e8 un buon isolante termico e quindi non favorisce il congelamento degli strati d\u2019acqua sottostanti: ci\u00f2 consente la sopravvivenza di tutti gli organismi che vivono nelle acque.
Se il ghiaccio non galleggiasse, si avrebbero delle terribili conseguenze: scenderebbe sul fondo esso, si accumulerebbe\u00a0 estendendosi via via sempre pi\u00f9 verso la superficie, fino a rendere gelata l\u2019intera massa degli oceani e dei mari che non potrebbero pi\u00f9 ospitare forme di vita al loro interno.<\/p>\n

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\u00a0<\/p>\n
\"\"\/\n<\/div>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Figura 3. La molecola dell\u2019acqua secondo il modello molecolare e il modello di Bohr.<\/font>
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\"\"\/<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Figura 4. Molecole d\u2019acqua liquida.<\/p>\n

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\u00a0\"\"\/<\/font><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Figura 5. Legami idrogeno<\/span> tra le molecole del ghiaccio.
L\u2019idrogeno ionizzato, con le sue piccole dimensioni fa da \u201cponte\u201d fra due ioni di ossigeno.<\/p>\n

<\/font>La crescita dei cristalli di ghiaccio \u00e8 detta RIMING <\/b>visibile attraverso questa straordinaria riproduzione (figura 6) offerta dal sito<\/font> www.snowcrystals.com:<\/a><\/p>\n

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Figura 6. Riming<\/span><\/font>
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