27. Ebollizione. Nelle pareti di un recipiente che contiene un liquido son sempre presenti delle minutissime bollicine d’aria, ove si troverà pure il vapore saturo del liquido. Col comunicargli calore, le bollicine andranno aumentando di volume, poichè cresce la pressione del vapore, e la bolla deve dilatarsi tanto che la diminuzione della pressione parziale dell’aria, per l’aumento di volume, compensi l’accrescimento della pressione del vapore; e invero la pressione totale deve essere sensibilmente eguale alla pressione dominante alla superficie del liquido, e da questo trasmessa. Tenendo conto di ciò si può facilmente calcolare, (in base ai valori della pressione massima del vapor d’acqua), che una bollicina sottoposta alla pressione di 76 cm. reagisce ad essa, a 20°: per 1,7 cm. con la pressione del vapore, e per 758,3 cm. con la pressione dell’aria. Se adesso si eleva la temperatura fino al valore 99°.5, la pressione del vapore diviene 74,6 cm., qualunque sia il volume della bolla; e quindi quella dell’aria deve diventare solo 1,4 cm. Perchè questo avvenga la bollicina deve acquistare un volume circa 700 volte maggiore, tenuto conto dell’accrescimento di temperatura. Che se si riscalda l’acqua fino alla temperatura di 100°, con che la tensione del vapore eguaglia da sola la pressione esterna di 76 cm, la bolla si gonfierà senza limite, a spese del vapore che si va in essa formando, e allora l’adesione non basterà più a trattenerla sulla parete del vaso, ma essa sarà trascinata verso l’alto, dalla spinta voluta dal principio d’Archimede, fino ad aprirsi all’aria libera. Lo stesso avverrà di tutte le bollicine di cui è cosparsa la parete del vaso: il liquido presenterà quello svolgimento tumultuoso che noi esprimiamo dicendo che esso bolle.

Nè la temperatura potrà ulteriormente montare, poichè la grande quantità di vapore che si va formando sottrae continuamente il calore che il fornello comunica al liquido; secondo che questo ne riceve più o meno, la vaporizzazione si compirà più o meno rapidamente.

Siamo così riusciti a prevedere le due importanti leggi dell’ebollizione, che l’esperienza conferma:

1. Ogni liquido bolle a quella temperatura alla quale la pressione del suo vapore saturo uguaglia la pressione esterna.

2. Durante l’ebollizione la temperatura resta costante.

A conferma della interpetrazione data del fenomeno dell’ebollizione citeremo il fenomeno del soprariscaldamento dei liquidi, per cui quando in seguito a una prolungata ebollizione in un vaso si è scacciata via l’aria aderente, e, sospeso per poco il riscaldamento, lo si ricomincia di nuovo cautamente, può oltrepassarsi la temperatura di ebollizione senza che questa abbia luogo; mentre essa si determina improvvisamente, e in modo tumultuoso, appena si porti in seno al liquido un corpo poroso, ove siano perciò annidate molte bollicine di aria. La temperatura ridiscende subito al suo valore normale.

Che poi la temperatura d’ebollizione dipenda dalla pressione, si suole dimostrare con svariatissime esperienze. Noi citeremo quella per cui sotto la campana della macchina pneumatica si può facilmente veder bollire dell’acqua anche alla temperatura di 50°, e dell’etere a temperatura ordinaria. Viceversa sotto pressioni superiori all’atmosferica l’acqua bolle al di sopra di 100°; così nelle caldaie delle macchine a vapore, funzionanti alla pressione (per es.) di 10 atmosfere, l’acqua bolle a una temperatura alquanto superiore a 180°.

È perciò che nella determinazione del punto 100 dei termometri bisogna tener conto della pressione atmosferica; un centimetro di variazione in questa richiede una correzione di circa 4 decimi di grado nell’indicazione del termometro. Per la stessa ragione sulle alte montagne, ove la pressione atmosferica è notevolmente inferiore a 76 cm, l’acqua bolle a una temperatura alquanto al di sotto di 100°; così sul Monte Bianco, ove la pressione è di circa 42 cm, l’ebollizione ha luogo a 84°.

Infine la temperatura di ebollizione si innalza per la presenza di sostanze disciolte, poichè queste abbassano la tensione di vapore del solvente. Così una soluzione di sal marino in acqua, al 40 %, bolle a 108°.