I passaggi di stato dell’acqua

Principale costituente del corpo umano ed elemento naturale più diffuso nel pianeta, l’acqua svolge un ruolo fondamentale per la sopravvivenza degli organismi viventi in tutti gli habitat della Terra.

L’importanza dell’acqua è indiscutibile, ma sono in pochi a conoscere le sue particolari caratteristiche.

Questo composto chimico incolore, inodore e insapore presenta un passaggio di stato unico nel suo genere.

La trasformazione dell’acqua è infatti ciclica e si svolge in 4 fasi, permettendo a questa sostanza di assumere gli stati fondamentali presenti nel nostro pianeta: lo stato liquido, lo stato gassoso e lo stato solido.

Scopriamo nel dettaglio le caratteristiche dell’acqua per conoscere meglio questo elemento cruciale per la salute dell’uomo e il benessere dell’ambiente.

Lo stato di aggregazione

Prima di procedere ad approfondire i cambiamenti di stato dell’acqua, può essere utile riassumere brevemente il concetto dello stato di aggregazione.

Il nostro pianeta accoglie la materia, rappresentata da tutto ciò che ha una massa e un volume.

Tutti gli elementi terrestri possono presentarsi in uno o più stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso. Essi si differenziano per volume e forma:

• Stato solido: ha un volume proprio e una forma propria;
• Stato liquido: ha un volume proprio e una forma che si adatta al contenitore che lo ospita;
• Stato gassoso: non ha né un volume proprio né una forma propria.

I corpi terrestri possono rispondere a una o più di queste caratteristiche e, inoltre, in precise circostanze, passare da una condizione all’altra.

Per quanto riguarda l’acqua, essa cambia stato in base alla temperatura ed è l’unico elemento in natura ad assumere tutti e 3 gli stati di aggregazione.

Quali sono gli stati dell’acqua

Il ciclo dell’acqua è un fenomeno naturale che consente al composto chimico di circolare nell’idrosfera nei suoi 3 diversi stati:

• Stato solido;
• Stato gassoso;
• Stato liquido.

A temperatura ambiente, questo elemento si presenta nella sua condizione più nota, ovvero quella liquida. Generalmente l’essere umano assume tale sostanza quando è in questo stato. In particolari circostanze, come ad esempio in estate, si può invece ingerire acqua allo stato solido, ad esempio gustando un ghiacciolo rinfrescante.

Le temperature molto basse tendono a far solidificare questo elemento naturale, mentre il calore porta alla sua evaporazione e al raggiungimento della condizione gassosa.

Acqua allo stato solido: caratteristiche e come si forma

L’acqua allo stato solido presenta delle molecole molto unite, che non possono spostarsi in nessun modo. Proprio per questo i corpi solidi non adattano i loro volume e la loro forma al recipiente che li contiene.

In natura, è possibile osservare questo stato nel ghiaccio, nella grandine e nella brina.

La condizione solida si manifesta a una temperatura inferiore agli 0° C, attraverso 2 passaggi di stato:

1. Da liquido a solido: avviene tramite il congelamento, visibile nella formazione del ghiaccio in freezer oppure nei giorni più freddi dell’anno, quando nevica e le strade si ghiacciano.
2. Da gassoso a solido: si tratta di un processo diretto chiamato brinamento.

Acqua allo stato gassoso: caratteristiche e come si forma

L’elemento in questo stato mostra delle molecole completamente libere, che sono capaci di occupare tutto lo spazio a disposizione.

L’acqua allo stato gassoso si presenta in forma di nebbia, di nuvole e di vapore acqueo.

Si può ottenere attraverso 2 passaggi di stato:

1. Da liquido a gassoso: si verifica attraverso l’evaporazione, che avviene a qualsiasi temperatura del liquido, sia alla temperatura di fusione che al punto di ebollizione. Si tratta di un processo che si attiva continuamente tra l’1° C e i 100° C;
2. Da solido a gassoso: trasformazione chiamata sublimazione. Molto difficile da trovare in natura.

Acqua allo stato liquido: caratteristiche e come si forma

L’acqua allo stato liquido è quella del mare, dei torrenti, dei laghi, è il nutriente di cui ci abbeveriamo ogni giorno, è la pioggia che bagna il terreno e permette alle piante di crescere e fiorire.

Osservando questo composto chimico al microscopio, si può notare che le sue molecole presentano un legame molto debole, che consente loro di muoversi in maniera abbastanza libera e, conseguentemente, di far cambiare facilmente forma alla sostanza.

La condizione liquida si manifesta a temperatura ambiente, sopra gli 0° C e sotto i 100° C, e si può ottenere attraverso 2 passaggi di stato dell’acqua:

1. Da solido a liquido: avviene attraverso la fusione dell’acqua, che fornisce calore al composto chimico mantenendo una temperatura costante, e riducendo la coesione tra le particelle della sostanza. Il mutamento inizia quando la temperatura supera gli 0° C;
2. Da gas a liquido: avviene attraverso la condensazione, che porta al raffreddamento del vapore acqueo. Ad esempio, questo processo si attiva quando la sostanza in forma gassosa, che arriva dai laghi e dai mari, incontra uno strato di correnti fredde, che la fanno trasformare in pioggia. La condensazione è visibile anche quando si cuoce la pasta in pentola o quando si fa una lunga doccia calda in un bagno generalmente freddo.