Perchè l'acqua corrente sembra più fresca ?

Strano vero ? Quando beviamo l'acqua che sgorga da una sorgente, come ad esempio una semplice fontanella, abbiamo la sensazione che sia più fresca rispetto a quella che ristagna in una bottiglia.

Tutti noi proviamo un'immensa soddisfazione quando sotto la calura estiva abbiamo la possibilità di abbeverarci ad uno dei tanti "nasoni" della nostra bellissima città. Ma se l'acqua del nasone la mettiamo nel bicchiere e poi la beviamo allora non c'è più gusto.

In realtà sembra un controsenso. Semmai l'acqua corrente dovrebbe essere più calda. Infatti la temperatura può essere definita come: "la misura dello stato di agitazione delle entità molecolari di cui un corpo è costituito" Di conseguenza, in base a questa definizione, l'acqua corrente dovrebbe risultare più calda, perchè le sue singole parti si trovano in uno stato di moto accelerato per effetto della forza di gravità, al contrario dell'acqua stagnante che si trova in uno stato di quiete.

L'acqua corrente è in grado di compiere lavoro fisico, di spostare carrucole, eppure se tocchiamo le rocce colpite da una sorgente o la vasca di una fontana sentiamo che non sono surriscaldate, nè fumano, ma che al contrario sono fredde !

Questo dilemma può essere risolto guardando al Primo Principio della Termodinamica: "Quando un corpo viene posto a contatto con un altro corpo relativamente più freddo avviene una trasformazione che porta a uno stato di equilibrio nel quale sono uguali le temperature dei due corpi."
Più in dettaglio, è il calore che si trasmette da un corpo all'altro, non il freddo.
Un corpo si raffredda semplicemente perchè sta cedendo calore all'altro.
Da cosa dipende l'equilibrio termico ?
Dalla capacità termica, che sarebbe la capacità di mantenere una temperatura costante, cioè, in definitiva, dalla massa e dal calore specifico di un corpo.

Un corpo molto grande, con una grande capacità termica, manterrà la sua temperatura interna pressocchè invariata, e quando sarà raggiunto l'equilibrio termico la temperatura del sistema sarà prossima alla sua.

Ad esempio se il corpo caldo è molto grande e quello freddo è molto piccolo, come nel caso del cofano di una macchina con sopra un cubetto di ghiaccio, allora, quando si sarà raggiunto l'equilibrio termico, il cubetto si sarà squagliato del tutto e la temperatura finale del sistema sarà alta come quella del cofano, che essendo più grande ha maggiore capacità termica.

Viceversa, nel caso di una sigaretta accesa sopra un iceberg, alla fine del processo la sigaretta risulterà fredda come l'iceberg, perchè quest'ultimo è molto più grande e ha maggiore capacità termica.

Ora, l'acqua corrente, diversamente da quella stagnante, può essere pensata come un corpo di capacità termica infinita, perchè scorrendo continuamente è come se la sua massa, il suo volume, fosse infinito, mentre l'acqua stagnante ha una capacità termica più limitata che dipende dalla grandezza del contenitore.
Di conseguenza, quando noi siamo a contatto con un corpo più freddo e con capacità termica infinita, continuiamo a cedergli il nostro calore senza soluzione di continuità e senza raggiungere mai un equilibrio termico, ed è per questo motivo che l'acqua corrente ci sembra più fredda di quella stagnante.
Allo stesso modo, è anche per questo motivo che le rocce colpite dalla sorgente e la vasca della fontana sono fredde, in quanto continuano a cedere tutto il loro calore ad una massa infinita.

Il tutto verrà riepilogato con il prossimo disegno:

In realtà la seconda vignetta di quel disegno non è corretta !

Il corpo umano, per fortuna, ha la capacità di mantenere costante la temperatura interna. Tutti i mammiferi, a differenza dei rettili, sono animali a sangue caldo, cioè mantengono costante la temperatura interna, per cui anche sotto una sorgente di acqua fredda riusciamo, con gran dispendio di energie, a mantenere la nostra temperatura interna di 36 gradi. Ma le risorse del nostro organismo hanno un limite. Prima o poi finiremmo col morire congelati.