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Aggiungere ghiaccio secco a una bevanda è un classico trucco di Halloween che crea un drammatico effetto "calderone" gorgogliante. Al di là dello spettacolo visivo, l'esperimento dimostra i principi chiave della fisica, ovvero la sublimazione e la condensazione, rendendolo una dimostrazione apprezzata sia nelle aule scolastiche che nei centri scientifici.
Il ghiaccio secco è la forma solida dell'anidride carbonica (CO₂). Sebbene la CO₂ sia un gas in condizioni ambientali, può essere compressa e raffreddata finché non si solidifica. A differenza del ghiaccio normale, il ghiaccio secco non passa mai attraverso una fase liquida; quando si "scioglie" si trasforma direttamente in gas CO₂.
La sublimazione è il passaggio diretto dallo stato solido allo stato gassoso. Quando il ghiaccio secco è esposto alla pressione atmosferica, il calore assorbito dall’ambiente circostante, spesso da un liquido come l’acqua, fa sì che le molecole di CO₂ si liberino dal reticolo solido ed entrino nella fase gassosa. Il gas di anidride carbonica risultante è estremamente freddo, in genere intorno a -78 °C (-109 °F).
L’elevata capacità termica specifica dell’acqua la rende un mezzo eccellente per trasferire calore al ghiaccio secco. Sebbene qualsiasi liquido possa servire allo stesso scopo, la capacità dell'acqua di assorbire e trattenere il calore garantisce un tasso di sublimazione costante, producendo la nebbia continua che caratterizza il classico effetto "infuso della strega".
Quando il gas freddo CO₂ sale, l'aria ambiente attorno alla superficie gorgogliante si raffredda. Quando la temperatura scende al di sotto del punto di rugiada, il vapore acqueo presente nell'aria si condensa in goccioline microscopiche. Queste goccioline diffondono la luce, creando la densa nuvola bianca che si alza dalla nave:una dimostrazione sul posto della condensazione atmosferica.
Le nubi atmosferiche si formano in condizioni simili:le temperature fredde fanno sì che il vapore acqueo si condensi in goccioline o cristalli di ghiaccio, che poi si aggregano in nuvole visibili. La nebbia prodotta dal ghiaccio secco nell'acqua è una versione in miniatura e controllabile di questo fenomeno naturale.
Quando una cometa si avvicina al Sole, il calore provoca la sublimazione dei ghiacci superficiali, principalmente ghiaccio d'acqua e CO₂, creando la chioma luminosa e la coda estesa osservate dagli astronomi.
