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Oddio, qui mi tocca concordare con Gronag: dire che la moka funziona per convezione è decisamente non corretto. Ci saranno ovviamente dei moti convettivi in quei 3 cm di altezza dell'acqua, ma sono non rilevanti ai fini del funzionamento.
L''estrazione della caffeina avviene grazie alla pressione esercitata dal vapore: se per assurdo tu scaldassi l'acqua dall'alto anziché dal basso, non si realizzarebbe nessun moto convettivo dentro l'acqua e tuttavia avresti comunque il tuo caffè. In teoria anche più velocemente, solo forse un po' più freddo.
Sì, ma da nessuna parte ti dice che funziona per convezione
Nemmeno io l'ho detto

Ti dice che funziona per pressione (oppure ho smesso di saper leggere)

Tira in ballo la convezione solo per dire che l'acqua aumenta di temperatura più o meno uniformemente
 

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Sì, ma da nessuna parte ti dice che funziona per convezione
Nemmeno io l'ho detto

Ti dice che funziona per pressione (oppure ho smesso di saper leggere)

Tira in ballo la convezione solo per dire che l'acqua aumenta di temperatura più o meno uniformemente
Sì, ma è errato ugualmente.

L'acqua è un liquido, non è un gas. La convezione c'entra poco :)
 

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Sì, ma è errato ugualmente.

L'acqua è un liquido, non è un gas. La convezione c'entra poco :)
I moti convettivi avvengono in ogni fluido, sia liquido che gassoso

EDIT: mi potete dire che è irrilevante ai fini del discorso, ok è verissimo
Mi potete dire che hanno usato un approccio ed un linguaggio non scientifico, ok è vero
Tuttavia sia nella foto che nel link non è scritto da nessuna parte che serve il fenomeno della convezione per far funzionare la caffettiera e dice giustamente che lavora per innalzamento di pressione nella caldaia
 

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I moti convettivi avvengono in ogni fluido, sia liquido che gassoso

EDIT: mi potete dire che è irrilevante ai fini del discorso, ok è verissimo
Mi potete dire che hanno usato un approccio ed un linguaggio non scientifico, ok è vero
Tuttavia sia nella foto che nel link non è scritto da nessuna parte che serve il fenomeno della convezione per far funzionare la caffettiera e dice giustamente che lavora per innalzamento di pressione nella caldaia
Sì, ma dice anche (e cito testualmente) "L'acqua si scalda in modo uniforme per convenzione".

Se altri esempi, in questo thread potevano sembrare pretestuosi e/o forzati questo invece è proprio un errore grave perchè si insegna una cosa sbagliata a dei bambini sin da piccoli e se la porteranno dietro chissà per quanto tempo (probabilmente per sempre se non sviluppano una curiosità personale verso la fisica).

Quello, imho, è un errore. Doppio, in realtà, visto che il docente non ha corretto nemmeno l'errore sul modo di scrivere 'Convezione' (senza N!) ?‍♂️
 

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Sì, ma dice anche (e cito testualmente) "L'acqua si scalda in modo uniforme per convenzione".
Qui ora mi dovresti spiegare te dove è l'errore
L'acqua allo stato liquido è un fluido ed una massa di tale fluido cui viene fornito calore da una sorgente "puntuale" sarà soggetta a moti interni convettivi
Moti che tenderanno ad uniformare la temperatura (volume e dispersioni verso l'esterno permettendo)

Se altri esempi, in questo thread potevano sembrare pretestuosi e/o forzati questo invece è proprio un errore grave perchè si insegna una cosa sbagliata a dei bambini sin da piccoli e se la porteranno dietro chissà per quanto tempo (probabilmente per sempre se non sviluppano una curiosità personale verso la fisica).

Quello, imho, è un errore. Doppio, in realtà, visto che il docente non ha corretto nemmeno l'errore sul modo di scrivere 'Convezione' (senza N!) ?‍♂️

Di errori ortografici è piena quella foto, e chiaramente scritta in maniera informale (tant'è che avevo pensato essere fatta a delle elementari, errori del genere alle superiori sono gravi)
 

Fea

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Sì, ma da nessuna parte ti dice che funziona per convezione
Nemmeno io l'ho detto

Ti dice che funziona per pressione (oppure ho smesso di saper leggere)

Tira in ballo la convezione solo per dire che l'acqua aumenta di temperatura più o meno uniformemente

In effetti ho letto male io, per qualche motivo avevo colto un messaggio che in realtà non c'è -almeno non nel testo riportato in fotografia- e cioè "la moka funziona per convezione che spinge acqua calda attraverso il caffè". Trovo che il tuo commento sia corretto.
Post unito automaticamente:

Sì, ma dice anche (e cito testualmente) "L'acqua si scalda in modo uniforme per convenzione".

Se altri esempi, in questo thread potevano sembrare pretestuosi e/o forzati questo invece è proprio un errore grave perchè si insegna una cosa sbagliata a dei bambini sin da piccoli e se la porteranno dietro chissà per quanto tempo (probabilmente per sempre se non sviluppano una curiosità personale verso la fisica).

Quello, imho, è un errore. Doppio, in realtà, visto che il docente non ha corretto nemmeno l'errore sul modo di scrivere 'Convezione' (senza N!) ?‍♂️
Oddio, pure questo mi era sfuggito. Ovviamente corretto anche questo commento, qui non c'è nessuna conveNzione degna di nota.
 
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Qui ora mi dovresti spiegare te dove è l'errore
L'acqua allo stato liquido è un fluido ed una massa di tale fluido cui viene fornito calore da una sorgente "puntuale" sarà soggetta a moti interni convettivi
Moti che tenderanno ad uniformare la temperatura (volume e dispersioni verso l'esterno permettendo)
Per me l'errore è proprio nel considerare l'acqua allo stato liquido equiparabile ad un gas.

A mio parere la convezione è applicabile all'acqua solo quando si parla di vapore.

Ma ovviamente posso sbagliarmi eh ?
 
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Per me l'errore è proprio nel considerare l'acqua allo stato liquido equiparabile ad un gas.

A mio parere la convezione è applicabile all'acqua solo quando si parla di vapore.

Ma ovviamente posso sbagliarmi eh ?
La convezione è un fenomeno che avviene su ogni fluido (salvo che la sua viscosità sia così elevata da rendere tale moto così lento da essere irrilevante per l'oggetto di studio)
Quando avviene per gradiente di temperatura (come nel caso dell'acqua sotto l'effetto di una sorgente di calore puntuale) si parla di convezione naturale (il moto avviene spontaneamente per effetto della variazione di densità del fluido)

https://www.comsol.it/multiphysics/what-is-convection

Guarda cosa avviene ad esempio in questo esperimento con acqua calda e fredda:

Qui chiaramente non c'è una sorgente costante di calore e quindi dopo un po' si stratifica

Carino questo che ti mostra che serve il nostro campo gravitazionale per avere convezione:

Il sistema in cui l'acqua calda è sopra tende a restare immobile, mentre l'altro si mescola completamente
 
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Fea

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Per me l'errore è proprio nel considerare l'acqua allo stato liquido equiparabile ad un gas.

A mio parere la convezione è applicabile all'acqua solo quando si parla di vapore.

Ma ovviamente posso sbagliarmi eh ?
Come scrive @Ale3Mac qui sopra, la convezione si verifica per qualunque fluido che abbia una densità variabile con la temperatura, quindi non avviene in assenza di gravità o in combinazioni particolari di distribuzioni di temperature (ad esempio se scaldo solo la parte alta di un recipiente con aria o acqua).
 

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La convezione è un fenomeno che avviene su ogni fluido (salvo che la sua viscosità sia così elevata da rendere tale moto così lento da essere irrilevante per l'oggetto di studio)
Quando avviene per gradiente di temperatura (come nel caso dell'acqua sotto l'effetto di una sorgente di calore puntuale) si parla di convezione naturale (il moto avviene spontaneamente per effetto della variazione di densità del fluido)

https://www.comsol.it/multiphysics/what-is-convection

Guarda cosa avviene ad esempio in questo esperimento con acqua calda e fredda:

Qui chiaramente non c'è una sorgente costante di calore e quindi dopo un po' si stratifica

Carino questo che ti mostra che serve il nostro campo gravitazionale per avere convezione:

Il sistema in cui l'acqua calda è sopra tende a restare immobile, mentre l'altro si mescola completamente

Come scrive @Ale3Mac qui sopra, la convezione si verifica per qualunque fluido che abbia una densità variabile con la temperatura, quindi non avviene in assenza di gravità o in combinazioni particolari di distribuzioni di temperature (ad esempio se scaldo solo la parte alta di un recipiente con aria o acqua).

Ricevuto! Faccio ammenda ??
 
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Forse non mi hai letto bene, io ho parlato di moti convettivi (non di scambio termico per convezione)
Non mi puoi dire che questi moti non avvengano perché è palese che una porzione di fluido che aumenta di temperatura tenderà a stratificarsi verso l'alto (almeno se si parla di acqua come in questo caso) e quindi la parte di fluido a contatto con la sorgente di calore in basso sarà sempre quella con la temperatura inferiore
Questo fino al raggiungimento della temperatura di ebollizione visto che a quel punto il passaggio di stato è una trasformazione isoterma (almeno finché restiamo su pressioni paragonabili a quella atmosferica)
images

Ed ok, non si potrà parlare di convezione come scambio termico, ma tale fenomeno è utilissimo ad esempio nel riscaldamento domestico degli ambienti dove i radiatori (o altro sistema tipo pannelli radianti) riescono a far raggiungere a tutta la stanza una temperatura pressoché costante in tutto l'ambiente grazie al "moto" dell'aria all'interno della stessa

Parlo di temperatura sapendo bene che è una cosa ben diversa dal calore e che se per quest'ultimo non possiamo parlare di "contenuto calorico" al contrario la temperatura è una proprietà ben definita di ogni particella
Quindi la convezione non sposterà "calore", ma tenderà comunque ad uniformare la temperatura di un fluido cui viene fornito calore


Mah, dipende anche dalla gravità di quest'errore e dal contesto
E qui per me più che errore dio concetto si dovrebbe parlare di errore di terminologia
Invece che "si scalda" avrebbero dovuto dire "aumenta di temperatura", ma nel parlato sono comunemente usati come sinonimi (fosse stato un trattato il discorso è diverso)


Che io sappia la moka lavora proprio per pressione: innalzando la temperatura dell'acqua una parte si trasformerà in vapore portando quindi la caldaia ad una situazione di leggera sovrapressione rispetto quella atmosferica che permetterà all'acqua calda di passare attraverso il filtro pieno di caffè
E' chiaro che non serve arrivare ad ebollizione per il passaggio di stato e neanche per avere l'aumento di pressione necessario (ma questo errore è scritto nel testo linkato ora, non nell'immagine postata giorni fa)
"... la temperatura è una proprietà ben definita di ogni particella" ?

No, la temperatura, la pressione, il volume, la quantità di calore, il lavoro, ecc., sono grandezze macroscopiche, rappresentano proprietà dell'intero sistema e non delle singole particelle.
Si può mettere in correlazione (vedi la "teoria cinetica molecolare" di D. Bernoulli) la temperatura di un corpo (grandezza macroscopica) con l'energia termica delle sue molecole (grandezza microscopica) ma se vuoi parlare di "temperatura delle particelle" devi riferirti ad un numero molto elevato di esse (si parla di "sistema di particelle") in quanto la temperatura di una singola particella non esiste.
A presto ?
 

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"... la temperatura è una proprietà ben definita di ogni particella" ?

No, la temperatura, la pressione, il volume, la quantità di calore, il lavoro, ecc., sono grandezze macroscopiche, rappresentano proprietà dell'intero sistema e non delle singole particelle.
Si può mettere in correlazione (vedi la "teoria cinetica molecolare" di D. Bernoulli) la temperatura di un corpo (grandezza macroscopica) con l'energia termica delle sue molecole (grandezza microscopica) ma se vuoi parlare di "temperatura delle particelle" devi riferirti ad un numero molto elevato di esse (si parla di "sistema di particelle") in quanto la temperatura di una singola particella non esiste.
A presto ?
Ok, è vero errore mio

Diciamo che, per il discorso che stavamo facendo, è una caratteristica ben definita di ogni porzione del sistema che stiamo considerando (sistema di particelle) ?
 
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@Ale3Mac,
che non sia un trattato scientifico è palese ma un errore concettuale rimane pur sempre un errore concettuale (a prescindere da chi lo commette), o mi sbaglio ?
Se poi non vedi "problemi di sorta", ti suggerisco di andarti a rivedere, su un qualsiasi testo di fisica elementare, il capitolo riguardante i gas e i vapori, le fasi e i cambiamenti di fase.
L'immagine è stata ripresa da qui:
A parte il fatto che la convezione non avviene neanche se preghi il Signore (e ricordo sempre che lo scambio di masse fluide calde e fredde non rappresenta uno scambio termico, non si può parlare di "contenuto calorico" di un corpo), è concettualmente errato l'intero ragionamento fisico su cui si basa la spiegazione del fenomeno.
Nel pomeriggio, se ho tempo, scriverò alcuni brevi passaggi che possono contribuire ad inquadrare meglio i termini della questione.
A presto ?

P.S. E non fraintendermi, non si tratta di casi isolati, la questione è generale, molto più generale, su manuali e libri di testo (di qualsiasi livello) di fregnacce ne ho lette di tutti i colori, anche peggio di questa ?
1647676583286.png
Certo, dopo un'immagine così "esplicativa", come si fa a dubitare che l'acqua si scalda per convezione o che il caffè "percola" per convezione o, ancora peggio, che l'acqua "risale" per convezione ? ☺️
Peccato che non ci sia alcuna massa d'acqua fredda che scende a prendere il posto della massa d'acqua calda che sale poiché, all'interno della camera inferiore della caffettiera (la caldaia, che è un sistema chiuso), ci troviamo in presenza di acqua in due fasi, liquido e vapore saturo, in equilibrio termodinamico tra loro (indipendentemente dalla pressione dell'aria), inizialmente (già all'atto di "avvitare" le due camere della caffettiera) ad una pressione di vapore saturo di circa 3 kPa a temperatura ambiente.
Siamo già all'interno della "curva a campana" di Andrews (l'isotermobarica), ancor prima di porre la caffettiera a contatto della sorgente di calore:

1647678824091.png

La trasformazione è isocora (a volume costante, il segmento verticale è situato all'interno della campana) e la pressione di vapore aumenta all'aumentare della temperatura.
Ricordo che l'evaporazione di un liquido avviene, entro il volume di spazio disponibile, a tutte le temperature alle quali si trova il liquido e senza alcuna somministrazione di calore; inoltre faccio presente che il sistema è saturo di vapore nel momento in cui l'evaporazione cessa (quindi all'equilibrio la pressione di vapore saturo è quella massima permessa a quella data temperatura).

P.S. L'acqua all'interno della caldaia non bolle mai ! ?
 

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Certo, dopo un'immagine così "esplicativa", come si fa a dubitare che l'acqua si scalda per convezione o che il caffè "percola" per
convezione o, ancora peggio, che l'acqua "risale" per convezione ? ☺️
Ma infatti nessuno ha detto e da nessuna parte è scritto che il caffè percoli per convezione o che l'acqua risalga nella camera superiore per convezione

Peccato che non ci sia alcuna massa d'acqua fredda che scende a prendere il posto della massa d'acqua calda che sale poiché, all'interno della camera inferiore della caffettiera (la caldaia, che è un sistema chiuso), ci troviamo in presenza di acqua in due fasi, liquido e vapore saturo, in equilibrio termodinamico tra loro (indipendentemente dalla pressione dell'aria), inizialmente (già all'atto di "avvitare" le due camere della caffettiera) ad una pressione di vapore saturo di circa 3 kPa a temperatura ambiente.

Peccato che non sia un sistema chiuso visto che al termine del processo hai avuto uno scambio di massa verso l'esterno (e per fortuna non è un sistema chiuso, altrimenti senza scambio di massa dalla caldaia verso lo scomparto superiore il caffè non lo avresti fatto)*
E come puoi dire che non c'è acqua fredda all'interno della caldaia?
Parti al tempo 0 da una situazione di equilibrio con massa di acqua (liquida e vapore saturo) ad una temperatura T0, dopodiché inizi a fornire calore dal basso che ovviamente farà aumentare prima la temperatura dello strato di fluido a diretto contatto con il fondo della caldaia
Te stai guardando il "sistema" in maniera macroscopica considerando che l'innalzamento di temperatura avvenga nello stesso istante su tutto il volume, ma visto che non fornisci calore in maniera uniforme su tutti i lati come puoi dire che in ogni istante ogni volumetto infinitesimo di acqua sia alla stessa temperatura?
Che un sistema nel suo complesso sia ad un determinato punto del diagramma P-V-T non significa automaticamente che tutti le parti che lo compongono siano nello stesso punto

Vero che l'ambiente in questo caso è piccolo e quella che fai è un'approssimazione perfettamente accettabile, ma se prendessi una caffettiera in grado di contenere un volume di acqua maggiore?
Tipo 1 litro o 10 litri, con una base comunque piccola rispetto all'altezza, diresti ancora che l'acqua è tutta alla stessa temperatura in ogni istante avendo una sorgente di calore concentrata solo nel punto più basso?

La trasformazione è isocora (a volume costante, il segmento verticale è situato all'interno della campana) e la pressione di vapore aumenta all'aumentare della temperatura.
Ricordo che l'evaporazione di un liquido avviene, entro il volume di spazio disponibile, a tutte le temperature alle quali si trova il liquido e senza alcuna somministrazione di calore; inoltre faccio presente che il sistema è saturo di vapore nel momento in cui l'evaporazione cessa (quindi all'equilibrio la pressione di vapore saturo è quella massima permessa a quella data temperatura).

P.S. L'acqua all'interno della caldaia non bolle mai ! ?
Esatto, nulla da dire su questo e nulla di diverso da quello che abbiamo detto nei giorni scorsi, quindi confermi il funzionamento per innalzamento di pressione come scritto nella foto da te postata (e che criticavi) e nell'articolo
E di nuovo l'errore dell'ebollizione è scritto nell'articolo e non nella foto (che questo sia un errore concordo a pieno)

*P.S. E comunque, anche se fosse chiuso non è isolato quindi avrebbe comunque dispersioni di calore verso l'ambiente esterno (nella parte di recipiente lontano dalla sorgente di calore) visto che si crea un deltaT tra la temperatura interna e quella dell'ambiente che circonda la caldaia che possono portare a differenze locali di temperatura all'interno della caldaia
 

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A parte la supercazzolaprematurata, qui non parliamo neanche di un testo scientifico, bensì il lavoro di gruppo di studenti delle scuole superiori. Studenti che una volta tanto si divertono a fare “esperimenti” in un laboratorio invece che stare seduti a scaldare la sedia annoiati cercando di usare lo smartphone di nascosto per chattare con amici altrettanto annoiati. Anche se fanno errori (e chi non li fa) ben vengano. Io ero appassionato di matematica, fisica e chimica fin dalle medie, ero uno studente modello tutti-otto (a volte anche nove e dieci) ma quando poi andai all’uni (fisica) mi dissero subito di dimenticare quello che avevo imparato alle superiori. Non ubbidii, solo presi quello che sapevo come una “approssimazione” che è poi quello che è qualsiasi teoria scientifica, che è valida sempre in un ristretto campo.
Sinceramente mi sento solo di lodare lo spirito di tali studenti, mostrano entusiasmo e voglia di imparare.
 
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