Ciao Niccolò, Facebook ha fatto strage, così il forum è deserto. Io comunque, nonostante la mia avversione per certe cose, penso che possa essere anche abbastanza “naturale”, l'importante sarebbe che comunque si mantenesse il confronto “vero” fra le persone, in particolare, in questo caso, fra i “majoranesi”.
Comunque ti rispondo, e più con il tono di una e-mail che con quello del forum.
Intanto le solite precisazioni: - non conosco bene l'argomento - non ho intenzione di studiarmelo (magari puoi farlo tu, e Wikipedia può essere un valido strumento) - ci ho fatto pochi studi - comunque faccio “lievitare” le mie poche nozioni con un po' di logica e fantasia.
«Perché si dice che il ghiaccio sia più duro dell'asfalto e del cemento?» Bah, non lo so, probabilmente per ignoranza, e perché è una cosa che “colpisce” (non intendo “il ghiaccio”, ma l'affermazione), e perché effettivamente a batterci dentro è davvero “duro”.
«cosa significa essere più duro di un altro materiale?» Un materiale A è più duro di un altro B se un pezzo di A riesce a scalfire la superficie di un pezzo di B (senza rovinarsi, o, penso, rovinadosi “poco”, cioè meno del pezzo di B). Pensavo che non ci sia una misura della durezza, ma solo una “scala” data da una sequenza di materiali ordinati per durezza (prima Niccolò, poi il diamante, poi altri a seguire, fino al talco – ovvaimente sto scherzando ...). Invece io parlavo di quella che penso sia la scala più conosciuta, ma su Wikipedia ho visto che esistono anche delle definizioni di durezza per cui è misurabile.
Torniamo al concetto principale, il ghiaccio.
Se proviamo a scalfire il ghiaccio con un qualunque oggetto, o ancor più a scalfire la superficie di un oggetto con un pezzo di ghiaccio, ci si trova a dover considerare un aspetto importante e non enunciato nella definizione: se a contatto con l'altro oggetto (a diversa temperatura) il ghiaccio si scioglie, il ghiaccio risulta “tenero come l'acqua”. Cioè posso rigare il ghiaccio non solo con l'unghia, ma anche con la pelle di un dito abbastanza caldo. Ma questo non c'entra con la durezza del ghiaccio. Addirittura “si narra” ( si tratta di esperimenti trovati anche su libri di fisica, ma io non li ho mai fatti) che un filo di acciaio messo “a cavallo” di un pezzo di ghiaccio e tirato verso il basso dal peso di due pesetti messi alle estremità possa attraversare il ghiaccio, perché la pressione dovuta alla piccola superficie di appoggio può far sciogliere il ghiaccio, in modo che il filo si trovi su acqua, che questa quindi passi sopra il filo e infine che si risolidifichi trovandosi a temperatura inferiore allo zero e senza la pressione precedente.
«Un'altra domanda è: perché c'è così poco attrito sul ghiaccio? Cos'è che lo rende così scivoloso?» Appunto il fatto che con sufficiente pressione ci si può trovare sull'acqua invece che sul ghiaccio. E la pressione può essere alta per alte forze in gioco, oppure per piccole superfici, come nel caso di chi pattina con i pattini da ghiaccio.
Infine non dimenticarti che il ghiaccio è “acqua solida”, cioè “acqua”, e che questa è sempre particolare ed ha caratteristiche particolari.
“Fuori tema”, ma penso che sia interessante:
Per esempio, nella fattispecie, noi si pensa al “cristallo di ghiaccio”, ma questo non forma il ghiaccio, ma la neve. Inoltre può avere forme diverse. Infatti la molecola dell'acqua è fortemente polare e non si presta a strutture cristalline: gli atomi di idrogeno risultano in media carichi positivamente e tendono ad attrarre gli atomi di ossigeno delle altre molecole, i cui atomi di idrogeno si comportano analogamente, e così tendono a formare i “cristalli di neve”. Questi però occupano un volume “notevole”, molto più di quello occupato dal ghiaccio di pari massa . Questo succede quando gli atomi si aggregano uno ad uno, per esempio durante la brinazione. Invece il ghiaccio si forma dall'acqua, che ha una struttura decisamente non cristallina, diciamo “vetrosa”, e quando gela le sue molecole tendono a mantenere questa disposizione. Però quando l'acqua solidifica, resta comunque una certa tendenza ad aggregarsi come i cristalli di neve, e penso che questo sia la causa dell'aumento di volume del ghiaccio rispetto all'acqua (a 0°C), ed anche quello dell'aumento di volume dell'acqua che da 4°C si raffredda.
Spero di averti risposto soddisfacentemente.
Buone ferie all'unico frequentante il forum ...
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