L'aria compressa è uno strumento comune utilizzato per lavorare su computer ed elettronica generale. I forti sbuffi d'aria sono utili per rimuovere la polvere da mouse e tastiera, monitor, ventole e altre apparecchiature. Se hai usato aria compressa, hai notato la peculiare reazione che si verifica: la bomboletta si raffredda e, in alcuni casi, si forma della brina sulla bomboletta e sulla cannuccia attaccata al beccuccio.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Il gas in espansione che proviene dall'aria in scatola assorbe il calore dalla lattina, rendendola fredda.
Dentro il Can
L'aria compressa non è la stessa dell'aria che respiriamo. È comunemente una miscela di azoto e altri gas relativamente innocui che vengono compressi a 40-70 psi (libbre per pollice quadrato) trasformandoli in liquidi. Alcuni di questi gas spostano anche l'ossigeno nell'aria, quindi è sempre meglio usarli con una ventilazione adeguata. Poiché questi gas vengono compressi in forma liquida, quando si capovolge la bomboletta e si preme l'ugello, il liquido uscirà prima che si trasformi in gas. Una tasca di gas si trova nella parte superiore della bomboletta, impedendo al liquido di fuoriuscire quando la bombola è rivolta verso l'alto.
Termodinamica in azione
Il motivo per cui il barattolo si raffredda dopo essere stato utilizzato è dovuto a un processo noto come raffreddamento adiabatico, una proprietà della termodinamica. Un gas, inizialmente ad alta pressione, si raffredda notevolmente quando tale pressione viene rilasciata. La compressione necessaria per trasformare un gas in liquido consente a una grande quantità di gas di adattarsi a uno spazio relativamente piccolo e, quando quel gas viene rilasciato in uno spazio ampio, si espande rapidamente per riempire lo spazio.
Movimento di energia
L'evaporazione del liquido all'interno della lattina si traduce in una diminuzione della sua energia termica interna e assorbe una grande quantità di calore dall'aria e dall'ambiente circostante - in questo caso, il metallo può. Quando il liquido all'interno assorbe il calore dal corpo metallico della lattina, la lattina si raffredda rapidamente. Quando il gas in espansione lascia la bomboletta, assorbe anche energia termica dall'ugello e dalla cannuccia e da qualsiasi altra cosa con cui il gas entra in contatto. Ad esempio, se spruzzi una tastiera, vedrai brevemente un sottile strato bianco di brina sui tasti.
Senza fiato
Con l'uso prolungato dell'aria compressa, potresti notare che la forza del flusso d'aria si indebolisce nel tempo e la bomboletta diventa troppo fredda per essere tenuta comodamente in mano. L'energia termica della lattina è andata tutta ad evaporare il liquido all'interno; quando la lattina stessa diventa fredda, non rimane abbastanza calore per vaporizzare altro liquido. Per rimediare alla condizione di "mancanza di fiato", appoggiare la bomboletta e lasciarla scaldare per qualche minuto. Questo ripristina la forza delle raffiche d'aria.
Un effetto agghiacciante
La lattina porta un'etichetta di avvertimento che ti dice di evitare di spruzzare sulla pelle; il rapido assorbimento del calore può facilmente causare congelamento. La brina che si forma sulla bomboletta e sull'ugello deriva dalla condensazione del vapore acqueo nell'aria circostante.
