Re: bolla d'acqua

From: Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP>
Date: Wed, 12 Jul 2006 10:28:00 GMT

Stefano Gemma ha scritto:
> Questo � quasi un quiz... ma credo che possa essere interessante.
> Immaginate di avere una bolla d'acqua pura, nello spazio vuoto, abbastanza
> lontano da campi gravitazionali rilevanti. La bolla ha forma sferica e
> l'acqua � allo stato liquido (diciamo 20�C).


ahia ... mica semplice mantenere l'acqua liquida a venti gradi
nel vuoto assoluto. Vada per l'assenza di gravit� ma,
quantomeno, la goccia dovrebbe stare in un'atmosfera di vapor
saturo. Cmq ok, non c'entra col quiz (solo che non � una
situazione realizzabile).

> All'interno della bolla c'� una
> sferetta di metallo, dimensionalmente molto pi� piccola della bolla stessa
> (diciamo 1 m3 d'acqua per una sferetta da un mm di diametro). La sferetta �
> al momento ferma a met� del raggio, a partire dal centro della bolla-sfera.
>
> Domanda da un milione di dollari: la sferetta in che direzione si
> muover�, verso l'esterno, verso il centro, con moto browniano o rester�
> ferma?

Quanto alla rilevanza dei moti browniani su un granello di
metallo di 1 mm di diametro, lascio ai fisici stimarne gli effetti.
A prescindere da quello che cineticamente potr� fare la sferetta
(e nei tempi consentiti dalla velocit� browniana, se diversa da
zero).
In assenza di gravit� lo stato pi� stabile del sistema dipende
dal bilancio di due forze : 1) la coesione interna dell'acqua
(notevole) e 2) le forze di adesione superficiale acqua/metallo
(solitamente modeste).
Se � vera la due, lo stato pi� stabile � con la sferetta
metallica adagiata alla superficie della sfera di acqua.
Non ho scritto volutamente tangente perch� immagino che un
minimo di "impronta" di contatto rimanga. Se fosse tangente le
forze di adesione sarebbero nulle, e minima l'energia della sola
goccia di acqua. Ma con una lieve penetrazione, la superficie
della goccia aumenta molto poco, e aumenta parecchio la
superficie metallica bagnata, dando un contributo netto positivo.
Non � nemmeno impossibile, supponendo note le forze e facendo
calcoli di aree di calotte sferiche compenetrate, stabilire
l'affondamento ottimale per avere il massimo guadagno (aumento
forze adesive) e la minima perdita (riduzione forze coesive
della'cqua).

Nel caso, poco probabile, di forze adesive maggiori di quelle
coesive, la sferetta di metallo non dovrebbe mai emergere affatto.
ciao
Soviet_Mario

>
> Stefano
>
> PS: io non lo so!!!
>
Received on Wed Jul 12 2006 - 12:28:00 CEST