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Perché le bombolette si raffreddano quando le usiamo?

Ci avete fatto caso? Se no, correte a farci caso!

Bomboletta in funzione.
L'aerosol in uscita dall'ugello di una bomboletta spray.

La bomboletta spray è un contenitore, solitamente in alluminio o di latta, contenente del liquido la cui espulsione avviene grazie ad un gas liquefatto che ha proprio lo scopo di diffondere il contenuto della bomboletta sotto forma di aerosol, ossia il propellente.

Il gas, compresso sino a raggiungere lo stato liquido (in realtà gas e liquido coesistono), nel momento della pressione sulla valvola tende ad uscire violentemente da un piccolo ugello, trascinando con sé anche la materia prima liquida (es. vernice, profumo, etc.) con cui era stato miscelato. Il propellente, solitamente un idrocarburo come propano o isobutano, si dissolve nell’aria separandosi dalla parte liquida in un aerosol.

Probabilmente vi sarete accorti che, soprattutto dopo una pressione prolungata sulla valvola, la bomboletta si raffredda parecchio. Come mai?

L’espansione adiabatica (ossia senza trasferimento di calore) e rapida del fluido contenuto all’interno implica un sensibile raffreddamento dello stesso durante l’uscita. Infatti l’energia necessaria perché il fluido si espanda (in termini fisici: lavoro contro la pressione atmosferica) viene “presa” della sua energia interna, ossia causa una diminuzione della temperatura. Se, come accade nelle bombolette di “aria compressa”, il fluido all’interno è liquido ed all’esterno diventa gassoso, la maggior parte del calore assorbito serve per il passaggio liquido -> gas.

Bonus: l’effetto contrario si ha per esempio quando si gonfia la ruota della bicicletta con la pompa, che durante il gonfiaggio si riscalda a causa della compressione, anizché espansione, del gas.

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