L'acqua invisibile è reale? Bene, sì e no. Swissmediavision/Getty Images Le mani guantate di seta del mago danzano nell'aria, tirando delicatamente indietro un lenzuolo per rivelare l'oggetto di scena per il suo prossimo trucco:un acquario di vetro. sembra vuoto, eppure l'illusionista insiste sul fatto che l'acquario contiene una sostanza straordinaria:l'acqua invisibile. Dimostrare, mette una barchetta di stagnola all'interno del serbatoio, e si muove allegramente su e giù, come se galleggiasse su una superficie invisibile.
Prossimo, il mago tira fuori un bicchiere di plastica e inizia a tirare fuori il serbatoio. Sembra che stia facendo poco più che mimare, eppure il livello dell'acqua invisibile sembra abbassarsi ad ogni tazza. Anche la barchetta ondeggia sempre di più, come se ogni immersione della mano del mago disturbasse di più la superficie.
Forse hai visto questa impresa eseguita in un talk show o in video su Internet. Come è fatto? Il praticante non sta usando un gioco di prestigio, fili o effetti speciali digitali per far galleggiare la piccola barca. La "magia" all'opera non è altro che un gas invisibile chiamato esafluoruro di zolfo (SF 6 ). Questo curioso vapore si comporta come l'acqua fantasma perché è più pesante e più denso dell'aria. Quando viene versato in un acquario, affonda sul fondo e può sostenere il peso di oggetti molto leggeri che galleggiano sulla sua superficie.
L'esafluoruro di zolfo è completamente atossico e non infiammabile, rendendolo ideale per vari usi scientifici. I professionisti medici lo usano come gas di prova quando studiano il sistema respiratorio, e l'industria dell'energia elettrica lo utilizza ampiamente come isolante.
La sostanza è apparsa in tutto, dalle scarpe da basket Nike alla navicella spaziale della NASA, ma l'illusione dell'acqua visibile non è certo scienza missilistica. Leggi la pagina successiva per scoprire cosa rende possibile l'illusione.
L'inalazione di esafluoruro di zolfo ha l'effetto opposto dell'inalazione di elio:abbassa temporaneamente la voce. Immagini Johner/Immagini Getty Allora perché l'esafluoruro di zolfo si comporta come un liquido? Tutto si riduce a il peso e densità , o quanto sono vicine tra loro le molecole all'interno di una sostanza.
L'esafluoruro di zolfo è un gas particolarmente denso, quasi cinque volte più denso dell'aria. Ciò significa solo che più delle sue molecole abitano un dato spazio rispetto alla maggior parte degli altri gas. In cima a questo, ogni molecola di SF 6 pesa anche più di una molecola d'aria. Se hai rilasciato nell'aria un palloncino pieno di esafluoruro di zolfo (peso molecolare 146) e un palloncino pieno di elio (peso molecolare 4) (peso molecolare 29), il pallone ad elio salirebbe fino al soffitto e quello pieno di SF 6 affonderebbe sul pavimento.
Questo è il motivo per cui l'esafluoruro di zolfo si trova sul fondo del serbatoio durante l'esperimento dell'acqua invisibile. Quanto a come una piccola barca di stagnola possa galleggiare sulla sua superficie, devi capire come un oggetto simile galleggerebbe nell'acqua -- by Dislocamento . Mentre puoi guidare un carro armato attraverso un lago ghiacciato, devi barare per far galleggiare quel tipo di peso sull'acqua nella sua forma liquida. Un oggetto in un fluido subisce una forza verso l'alto pari al peso del fluido spostato dall'oggetto. Ad esempio, una barca da 500 libbre (227 kg) affonderà nell'acqua finché non avrà spostato 500 libbre d'acqua.
Ma anche le navi oceaniche più pesanti non hanno tutto il loro peso sul fondo. C'è una notevole quantità d'aria all'interno, quindi una nave da 500 libbre ben progettata sposterà le 500 libbre d'acqua per annullare il suo peso ben prima che affondi al di sotto di un punto desiderato. Questo è chiamato galleggiabilità . La stessa relazione vale con una nave che galleggia su un mare di esafluoruro di zolfo. Però, dal momento che SF 6 è ancora un gas ed è meno denso dell'acqua liquida, l'oggetto galleggiante deve essere molto più leggero per rimanere a galla. Questo è il motivo per cui gli esperimenti sull'acqua invisibile coinvolgono tipicamente barche leggere fatte da un foglio di carta stagnola.
A molti scienziati piace anche mostrare cosa succede quando si inala l'esafluoruro di zolfo. Riempi i tuoi polmoni con il gas, e la tua voce si approfondirà temporaneamente. Questo perché la velocità del suono dipende dal peso molecolare del gas coinvolto. Alcune parole borbottate usciranno come squittii in un gas leggero come l'elio, ma rallenterà alle proporzioni di Darth Vader con un gas pesante come SF 6 . Le onde sonore viaggiano attraverso molecole in collisione. In genere, più densa è la sostanza, più veloce è il suono, ma le molecole più pesanti non si muovono così lontano.
Per quanto divertente possa sembrare questo esperimento vocale, gli esperti mettono in guardia contro l'inalazione di esafluoruro di zolfo senza un'adeguata istruzione. Il gas pesante continuerà a rimanere in fondo ai polmoni se non viene espulso correttamente, ed è lo spazio di cui hai bisogno per l'ossigeno vitale.
Esplora i link nella pagina successiva per saperne di più sulla galleggiabilità e visualizzare i video dell'esperimento in azione.
Il lato negativo dell'esafluoruro di zolfoOltre alla sua popolarità sui siti di video su Internet, l'esafluoruro di zolfo è famoso anche per un altro motivo. Il Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) identifica SF 6 come il più potente gas potenziale di riscaldamento globale (GWP). E poiché ha una durata atmosferica di 3, 200 anni, ogni sua molecola rilasciata dalle industrie e dagli esperimenti di laboratorio rimarrà per molto tempo.
Fonti
