venerdì 22 luglio 2016

Estate: BBQ, birra e giochi d'acqua

L'estate, quella vera, é decisamente iniziata.
Sono arrivati il Sole, il caldo e le lamentele di chi non sopporta questa stagione. Io invece l'estate l'apprezzo parecchio, un po' perché sono in vacanza ma soprattutto per tutte quelle cose che è bello fare specialmente quando fa caldo: passeggiare in montagna, pic-nic, fare grigliate in compagnia, far giocare i bambini con l'acqua ecc... Ok, per essere onesti l'ultima frase andrebbe sostituita con usare i bambini come pretesto per poter giocare con l'acqua  ma in fondo il concetto non è molto diverso. Cosa c'entra però tutto questo con SalveProf!? Bé diciamo che in alcune delle situazioni sopracitate mi sono ritrovato a pensare che tutto sommato saperne un po' di Fisica può semplificare la vita e quindi eccomi qui (dopo una lunga assenza, lo so...) a raccontare come un prof può farsi riconoscere anche durante la bella stagione. Parlerò di grigliate, di acqua e di birra fredda. Perché divertirsi d'estate è bello ma divertirsi sapendo anche perché accadono le cose lo è molto di più!

Grigliate e termologia
Avete mai provato ad accendere il fuoco per una grigliata con gli amici? Spero proprio di si! Chi ci sa fare e ha un po' di pazienza può usare la legna ma per la gente comune come me meglio comprare la carbonella. Quando si comincia a preparare il barbecue bisogna far bruciare il carbone ma quando poi si inizia a cuocere non ci devono essere fiamme, questo perché le fiamme farebbero bruciare alcune parti della carne più di altre mentre un letto di carboni ardenti permette di cuocere in modo omogeneo. Lo scopo della prima parte allora è quello di scaldare la carbonella il più possibile in modo che possa andare avanti a cuocere a lungo. Ed ecco che arriva la Fisica! In questa fase vogliamo che il nostro combustibile assorba il calore disperdendone il meno possibile e per questo conviene sistemarlo in modo che la superficie a contatto con l'aria sia la minore possibile. Sappiamo che il solido con minor superficie a parità di volume è la sfera pertanto dobbiamo cercare di far bruciare la carbonella tenendola il più compatta possibile (a forma di sfera  impossibile ma formare una montagnetta è già una  buona idea). Facendo così avremo un centro incandescente che, bruciando, accende e scalda tutto il blocco minimizzando le perdite di calore. Certamente per tenere acceso il fuoco centrale bisognerà soffiare parecchio ma d'altronde senza fatica non si ottiene nulla.
Quando invece arriva il momento di cuocere l'obiettivo si inverte: adesso vogliamo che la carbonella ceda più calore possibile alla griglia o alla piastra e per farlo dobbiamo aumentare la superficie. Si apre allora la montagnetta che avevamo formato distribuendo la carbonella rovente in modo che scaldi tutta la griglia. In questa nuova distribuzione estesa la dispersione del calore è massima. Un semplice concetto di termologia che può essere di grande aiuto!

Giochi d'acqua e irraggiamento solare
Se si ha la fortuna di avere un giardino è quasi ovvio che appena possibile ci si diverta con una piscinetta gonfiabile o con altri giochi d'acqua, specialmente se ci sono dei bambini. Uno degli inconvenienti però è che per quanto faccia caldo l'acqua che esce dal rubinetto è fastidiosamente fredda. Certo riempiendo la piscinetta molto prima del suo utilizzo e lasciandola al Sole la situazione migliora ma può sempre servire dell'acqua nuova anche solo per sciacquare il bimbo che si è appena rotolato nell'erba prima che si ributti in piscina, giusto in tempo per evitare che la trasformi in una palude (alla fine ci riuscirà comunque ma vale la pena tentare). Anche qui la termologia ci aiuta ed ecco come: basta usare la canna dell'acqua come se fosse un pannello solare! 

Ecco un piccolo impianto di riscaldamento solare fai da te!

In pratica si stende la canna in modo che sia al Sole e la si lascia piena d'acqua (quindi col rubinetto aperto e un tappo in fondo) per un po' di tempo. Il Sole farà il suo lavoro e l'acqua può diventare anche troppo calda! Per raggiungere una temperatura che non faccia urlare quando si viene bagnati serve meno tempo di quanto sembri, provare per credere! Ovviamente allora più la canna è lunga meglio è e lo stesso vale per la sua sezione: se contiene più acqua ne avremo di più a disposizione. C'è però un particolare a cui è meglio stare attenti e al quale in effetti non avevo fatto caso quando ho comprato la canna... Il colore! Dalla foto si vede che i tubi sono due, uno verde e uno giallo e alla prova dei fatti il tubo giallo è molto meno efficiente dal punto di vista del riscaldamento...

Più o meno tutti sanno che il colore della maglietta che si indossa incide sulla percezione del calore in estate: una maglietta chiara (meglio se bianca) sarà molto più fresca di una nera. Questo perché gli oggetti bianchi, proprio per poter essere visti come bianchi, riflettono buona parte della luce che ricevono e quindi ne assorbono poca con la conseguenza di riscaldarsi poco. Al contrario un oggetto nero assorbirà più luce di quanta ne rifletta e quindi si scalderà molto. Ecco allora che una canna gialla assorbirà meno radiazione luminosa di una verde scaldando quindi di meno l'acqua al suo interno.
Devo dire però che non mi è andata così male, alla fine i due tratti diversi si compensano un po' a vicenda e il risultato è accettabile.

Birra e conducibilità termica
Un altro must dell'estate è sicuramente la birra fresca. Ma cosa succede se per caso ci si è dimenticati di metterla in frigorifero? La soluzione più frequente è metterne un paio in freezer ma ci vuole del tempo perché diventi fredda e questo genera di solito due tipi di effetti collaterali: o la si tira fuori troppo presto ed è ancora calda oppure la si dimentica lì finché non congela con conseguente rottura della bottiglia... Ci vorrebbe un modo per accelerare lo scambio termico tra freezer e birra e in effetti un modo c'é! Il problema è che l'aria del freezer, per quanto fredda, ha una bassa conducibilità termica, per questo ci mette così tanto a raffreddare la nostra 33 o 66 cl. Un'ottima idea è allora quella di prendere un panno, bagnarlo per bene sotto il lavandino, avvolgerci la bottiglia e mettere tutto in freezer: l'acqua nel panno essendo poca e con poco spessore gela molto in fretta e, cosa più importante, ha una conducibilità termica più alta dell'aria pertanto accelera il raffreddamento della birra! 
Per dare un'idea un po' più quantitativa, ecco la formula che descrive il passaggio di calore per conduzione (o contatto):
Fonte: Wikipedia
La Q con il puntino rappresenta il calore trasferito per unità di tempo, la ΔT indica la differenza di temperatura tra la birra e il freezer, S e L riguardano le dimensioni della bottiglia mentre λ è il coefficiente di conducibilità termica. Lasciamo perdere il resto e guardiamo solo questa λ (anche perchè è l'unica parte su cui possiamo intervenire). Per l'aria vale circa 0,026 (W m)/K mentre per l'acqua siamo sui 0,6 (W m)/K. Un rapido conticino e si scopre che l'acqua può raffreddare la nostra birra circa 23 volte più in fretta! I valori non sono esattissimi perchè si riferiscono all'aria e all'acqua a una temperatura di 20 °C ma vanno benissimo per rendere l'idea.
Non so voi ma da quando l'ho scoperto io faccio sempre così.
Se invece proprio non si vuole mettere un panno bagnato in freezer si può migliorare la situazione anche solo mettendo la bottiglia a contatto con qualcosa di già freddo come una busta di surgelati o le mattonelle per le borse termiche; non è la stessa cosa ma aiuta!


Ci sono senza dubbio molte altre cose che varrebbe la pena guardare con l'occhio del fisico ma per ora mi fermo qui. 
Buone vacanze a tutti!  


Nessun commento:

Posta un commento