La materia in condizioni di bassa temperatura

Effetto:

In queste dimostrazioni sono illustrati i cambiamenti che avvengono in alcuni oggetti comuni quando questi vengono sottoposti a temperature molto basse.

Principio:

Il grado di flessibilità di qualsiasi oggetto diminuisce drasticamente quando la temperatura viene abbassata. Un oggetto elastico può diventare estremamente fragile quando viene raffreddato abbastanza. Viene anche dimostrato come il volume di un gas diminuisca apprezzabilmente al diminuire della temperatura.

Materiale
occorrente:

- 10 litri di azoto (o aria) liquido
- 1 vaso Dewar a bocca larga munito di coperchio di polistirolo
- 10 palloncini colorati
- tubo di gomma flessibile
- palline di gomma
- 1 lattuga e un peperone freschi
- 1 pinza a gambo lungo, ovvero un mestolo da minestra
- insalatiera
- pestello da mortaio
- guanti isolanti

Procedura:

Prima della dimostrazione, trasferire nel vaso Dewar una quantità di azoto liquido tale che, quando l'ebollizione sarà cessata, ne rimanga abbastanza per immergervi gli oggetti prima specificati.Gonfiare una decina di palloncini colorati, legarli in catena usando uno spago e immergerli uno per volta nell'azoto liquido; l'aria contenuta nei palloncini si contrarrà e sarà possibile introdurli tutti nel vaso Dewar; lasciare fuoriuscire l'estremità libera della corda che lega i palloncini dal bordo del vaso Dewar e coprire con il tappo di polistirolo. Al momento della dimostrazione, estrarre i palloncini e porli sul bancone; ritornando a temperatura ambiente, i palloncini riprenderanno il volume originario che, ovviamente, è molto più grande di quello del recipiente dal quale sono fuoriusciti.A questo punto, dopo avere dimostrato l'elasticità del tubo e delle palline di gomma a temperatura ambiente, immergerli nell'azoto liquido; dopo pochi minuti sarà possibile spezzare il tubo di gomma e, inoltre, le palline di gomma non rimbalzeranno più (ATTENZIONE: usare sempre guanti isolanti quando si maneggiano azoto liquido o oggetti raffreddati in esso; la bassa temperatura può provocare serie ustioni); utilizzando palle di gomma cave, queste si frantumeranno se lanciate con forza contro il bancone o contro una parete (ATTENZIONE: condurre questa dimostrazione su una parete ben distante dal pubblico e dall'operatore: i frammenti potrebbero essere pericolosi).
Si può adesso preparare «l'insalata del chimico».Immergere nell'azoto liquido il peperone; dopo qualche minuto, quando l'ebollizione sarà cessata, ripescarlo con il mestolo, trasferirlo nell'insalatiera e frantumarlo con il pestello; immergere quindi brevemente la lattuga e frantumare anch'essa nell'insalatiera.