Un trucco fisico per raffreddare le bevande in tempi record, sfruttando sale, acqua e ghiaccio
Raffreddare una bevanda velocemente non è solo una questione di praticità, ma un esercizio di fisica applicata che coinvolge concetti fondamentali come il calore latente, il punto di congelamento e le proprietà colligative. Il fisico Vincenzo Schettino ha condiviso un esperimento tanto semplice quanto efficace, che dimostra come una miscela ben calibrata di acqua, sale e ghiaccio possa abbattere la temperatura in tempi molto più rapidi rispetto al solo utilizzo del ghiaccio. Comprendere cosa accade a livello molecolare permette di replicare questa tecnica con consapevolezza, trasformando un gesto quotidiano in un processo scientificamente affascinante.
Il punto di partenza di questo esperimento è un principio basilare della chimica fisica: l’aggiunta di un soluto, come il sale, all’acqua, ne abbassa il punto di congelamento. L’acqua pura congela a 0 °C, ma quando vi si scioglie il cloruro di sodio (NaCl), la miscela raggiunge temperature molto più basse prima di solidificare. Questa proprietà, nota come depressione crioscopica, è dovuta all'interazione tra le molecole d'acqua e gli ioni del sale, che ostacolano la formazione della struttura cristallina del ghiaccio. In laboratorio e in contesti industriali, questo fenomeno è ben conosciuto; ma applicarlo per raffreddare rapidamente una bottiglia di bibita risulta essere un uso particolarmente ingegnoso della teoria.
Quando sale e acqua si mescolano in presenza di ghiaccio, il processo di fusione assorbe calore dall’ambiente circostante, cioè proprio dalla bevanda che si vuole raffreddare. Questo scambio termico è più rapido ed efficiente rispetto al semplice contatto con ghiaccio, perché la miscela può raggiungere anche i -21 °C, laddove il ghiaccio da solo si mantiene a 0 °C. Il risultato è una vera e propria “super-refrigerazione” fai-da-te.
Un’alleanza termodinamica: come funziona la miscela che raffredda le bevande più del ghiaccio
L’esperimento descritto dal professor Schettino mostra l’interazione tra più fenomeni fisici. Quando si aggiunge sale al ghiaccio, questo accelera il processo di fusione perché per sciogliersi il sale ha bisogno di acqua liquida. Il ghiaccio quindi inizia a sciogliersi, assorbendo calore latente dall’ambiente, e così facendo raffredda il contenitore a contatto, ad esempio una bottiglia di bibita. L’acqua che si forma scioglie altro sale, e il ciclo continua: più sale si scioglie, più calore viene assorbito. Questo circolo virtuoso continua finché c’è ghiaccio disponibile, abbattendo drasticamente la temperatura del liquido che si vuole raffreddare.
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"Sciogliendo sale in acqua alteriamo la composizione chimica della sostanza, e quindi le sue proprietà, tra cui ad esempio il punto di congelamento", spiega Schettino. "Infatti, mentre l’acqua ghiaccia a 0 °C, la miscela acqua sale ghiaccia sotto lo zero, e si può addirittura arrivare, con le giuste dosi, a -21 °C. Praticamente il sale per sciogliersi in acqua sottrae calore alla soluzione, abbassandone la temperatura. Ora, se aggiungiamo il ghiaccio, succede che il ghiaccio stesso assorbe calore, perché vuole sciogliersi, e sciogliendosi, si trasforma in acqua, che fa sciogliere ulteriormente il sale, facendo scendere ancora di più la temperatura della soluzione. Cioè abbiamo praticamente ottenuto un miscuglio che raffredderà molto più velocemente le nostre bevande". Dopo qualche prova, il prof di fisica ha trovato la combinazione perfetta degli ingredienti, che condivide con la sua community: mezzo litro d’acqua, 150 g di sale e molto ghiaccio.