Cervelli in fuga e … cervelli parcheggiati (parte 2)

Riprendiamo il post dove raccontavamo di Caterina Falleni, ventitreene livornese, che ha proposto il progetto Freijis, un frigorifero che funziona senza corrente. Caterina espone la propria idea in Italia e non trova seguito ma quando presenta lo stesso progetto all’estero, alla Singularity University, istituto cofondato nientemeno che da Google e NASA, riceve una borsa di studio di quattro mesi, da svolgere presso la stessa prestigiosa istituzione.

Ma come funziona l’idea di Caterina? Possiamo comprenderla con grande semplicità attraverso un semplicissimo esperimento del raffreddamento evaporativo, replicabile anche in casa. In una giornata di sole, prendete uno straccio, bagnatelo, ed avvolgete all’interno una lattina di una bibita qualsiasi. Attendete qualche ora, lasciando lo straccio in un posto sufficientemente illuminato da far asciugare lo straccio e, quando tutta l’acqua è evaporata, troverete la lattina fredda.

Il processo è estremamente semplice. Sappiamo che il calore è dato dall’agitazione delle molecole, cioé che quello che a noi abitanti del mondo macroscopico appare come “caldo”, in realtà è un prodotto derivato della rapida vibrazione delle molecole. Quando prendiamo in mano una lattina, e la sentiamo fredda, i nostri “sensori”, cioé i recettori del calore, stanno in realtà misurando l’energia cinetica (ricordate?) delle minuscole particelle costituenti la lattina.

Quando invece la lattina si scalda, l’energia cinetica aumenta e così anche gli urti contro le molecole della nostra mano. Se la lattina diventa rovente, l’energia ricevuta dagli urti è sufficiente a danneggiare la struttura delle nostre molecole, cioé la mano si scotta. Il prodotto della scottatura diventa visibile, perché le molecole alterate dagli urti, cioé dalla scottatura, cambiano forma.

Ma torniamo al nostro esperimento: gli urti delle molecole della lattina diffondono l’energia cinetica in quelle dell’acqua che bagna lo straccio. Sotto al sole, però, le molecole di acqua volano via e si “portano via” una quota parte di energia cinetica precedentemente sottratta alla lattina. Le molecole della lattina riducono quindi l’energia cinetica e, di conseguenza, la temperatura. E così la lattina si raffredda.

La scoperta della relazione tra calore ed energia di vibrazione è studiata nella branca della Fisica detta, termodinamica e la relazione tra energia cinetica e temperatura la dobbiamo a Boltzmann, ci torneremo ovviamente su.

Ma Caterina come ha sfruttato questo principio? Al prossimo post.