Molti proverbi, si sa, sono basati su credenze popolari e sono per lo più dritte comportamentali basate sull’esperienza più che sulla teoria. Alcuni di questi però, nella semplicità osservativa con cui sono stati coniati, nascondono più fisica e scienza del previsto. Abbiamo selezionato tre di questi proverbi e ne abbiamo analizzato le basi scientifiche. Iniziamo con il primo e, forse, più famoso “rosso di sera, bel tempo si spera”.
“Rosso di sera, bel tempo si spera”
Durante le ore diurne il cielo è solitamente di colore azzurro, tranne nei momenti dell’alba e del tramonto in cui appare più rossastro. Ebbene, questo rosso può essere più o meno intenso a seconda della composizione chimica dell’aria. In generale possiamo affermare che più l’aria è secca, cioè c’è meno vapore acqueo disperso in aria, più l’aria è capace di assorbire e riflettere le frequenze della luce tendenti al rosso.
Un’aria meno carica d’acqua sta a significare un’aria con meno probabilità di formazione di perturbazioni, e da qui deriva il bel tempo. C’è però da aggiungere un’informazione per completare il quadro: alle nostre latitudini solitamente le perturbazioni provengono da ovest, che è esattamente la direzione in cui guardiamo quando tramonta il sole.
“Rosso di sera bel tempo si spera” dice quindi che se il tramonto è particolarmente rosso, significa che ad ovest l’aria è particolarmente secca e scarica d’acqua, ovvero il giorno dopo sono molto improbabili delle perturbazioni, che di solito provengono da quella direzione.
“Batti il ferro finché è caldo”
Antico proverbio che invita a sfruttare subito le occasioni che si presentano senza indugiare troppo, affonda le sue radici nella tecnica metallurgica e ha, chiaramente, anch’esso una base scientifica.
Caratteristiche degli stati della materia
I metalli, come il ferro, sono una classe di materiali tra le cui caratteristiche, salvo eccezioni, spicca l’alto punto di fusione: significa che la maggior parte dei metalli a temperatura ambiente si trovano allo stato solido.
Allo stato solido le molecole che compongono i materiali sono molto vicine fra loro e i legami intermolecolari sono più saldi rispetto agli altri stati della materia. All’aumentare della temperatura i legami intermolecolari diventano sempre più deboli fra loro: infatti le alte temperature favoriscono vibrazioni e rotazioni delle molecole, che diventano sempre più libere e indipendenti dalle altre molecole.
Variazione di temperatura del ferro e delle sue proprietà
Per modellare il ferro, infatti, ciò che si fa è riscaldarlo fino a temperature prossime a quella di fusione: in questo modo il ferro si comporta quasi come un liquido, restando però ancora un solido e risultando molto malleabile.
Solitamente il ferro viene battuto da caldo ma in un ambiente la cui temperatura è più bassa di quella del ferro, facendo in modo che il metallo si raffreddi nel tempo fino ad arrivare all’equilibrio termico, cioè alla stessa temperatura dell’aria circostante. Raffreddandosi, col tempo, la sua malleabilità diminuisce e con essa la possibilità di lavorarlo e modellarlo: qui il paragone con lo “sfruttare le occasioni finchè son buone” offerto dal proverbio in questione.
“La goccia scava la pietra”
Proverbio diffusissimo che indica la perseveranza come strada del successo, nonostante gli eventuali ostacoli ardui da superare. Proprio nella perseveranza è nascosta la fisica del proverbio: approfondiamo il fenomeno analizzando la composizione dell’acqua
Composizione dell’acqua e cavitazione
In acqua, solitamente, tra le tantissime molecole di H2O, non è raro trovare diverse bollicine d’aria. Lo schianto di una goccia d’acqua contro una pietra può provocare una rapidissima contrazione di suddette bolle e quindi il conseguente collasso, o per rendere meglio l’idea, l’esplosione. Questo fenomeno è ciò che la fisica chiama cavitazione, che è anche il fenomeno alla base della formazione della schiuma quando si versa la birra.
Il rapporto tra le energie in gioco, cioè tra quelle utili all’espansione delle bolle e quelle rilasciate con il collasso, è gigante.
Per dare un metro di paragone, l’effetto di collasso di una bolla d’aria che riduce il suo diametro ad un centesimo di quello iniziale è dell’ordine di mille tonnellate su centimetro quadrato, paragonabile a ciò che viene esercitato su un essere umano dall’impatto dopo la caduta da un grattacielo.
Goccia dopo goccia, cavitazione dopo cavitazione, collasso dopo collasso, la goccia scava la pietra, sotto l’azione di impercettibili “esplosioni” di bolle d’aria.
a cura di Nicola Salvemini