Quesito sull'osmosi

[fulvio]

Caro Polimero cercherò di spiegarti la diffusione in un corpo solido che tu conosci come ASCIUGATURA.
Seguimi bene e poi fammi delle domande se qualcosa non l'abbia spiegata bene.

Supponiamo di avere un solido seminfinito di resina con una unifome distribuzione di acqua nel suo interno (toh diciamo 10% in peso). Supponiamo che al tempo tì Tempo iniziale. tempo 0, la superficie sia posta in aria secca a 0% di umidità. Esiste ovviamente uno strato discontinuo tra resina ed aria ove le molecole d'acqua lasciano la resina per vagare libere nell'aere. Lo fanno solo le molecole sulla superficie, non quelle all'interno (questo mi sembra ovvio). Ebbene questo distacco di molecole d'acqua che superano la tensione di vapore si chiama EVAPORAZIONE. Accade anche quando le molecole dal pelo dell'acqua si separano per volare libere. Appunto dal pelo dell'acqua, non da dentro (altrimenti è ebollizione, ma è altro fenomeno che magari ti spiegherò un'altra volta se ti fa piacere). Torniamo alle nostre molecole d'acqua che lasciano la supeficie della resina. In virtù di queste dipartite lo straterello infinitesimo di resina superficiale tenderà ad avere meno molecole d'acqua per cui la percentuale scenderà dal 10% al 9% tanto per dare dei numeri e rendere più didascalica la spiegazione. Adesso avrai capito anche tu che avremo uno straterello esterno a 9% ed uno interno ancora al 10%. Cosa succede? Come ha scoperto Fick le molecole d'acqua che si trovano a cavallo tra il 9% ed il 10% subiranno una forza che tenderà a farle spostare dallo strato a concentrazione maggiore a quello a concentrazione minore e tale forza sarà tanto più intensa quanto maggiore sarà la differenza. Questa differenza microscopicamente si chiama 'gradiente della concentrazione' ed è la derivata prima della concentrazione di Umidità rispetto alla direzione ortogonale alla superficie esterna della resina
L'acqua dello strato interno avendo una concentrazione maggiore a quello più esterno tenderà a fluire dallo strato più umido a quello più secco con un flussso inverso al gradiente di concentrazione. come osserva la LEGGE di FLICK che mi sembra tu ignori. Questo fenomeno a catena avviene per tutti gli strati successivi. Quindi ricapitolando: per barca a secco, l'acqua evapora solo in superficie, inverte man mano la concentrazione di umidità nel solido e questi inverte il flusso di acqua man mano dall'interno verso l'esterno con una velocità di flusso delle molecole proporzionale al gradiente, cioè alla derivata della concentrazione dell'acqua rispetto alla direzione ortogonale alla superficie esterna. Purtroppo al crescere del gradiente il flusso non segue pedissequamente essendoci altri fenomeni chimico fisici che determinano un limite a questa velocità di flusso, cioè del movimento delle molecole d'acqua dentro la resina solida. Questo limite viene chiamato da noi 'COEFFICIENTE DI DIFFUSIONE'. Varia da 0 a... in funzione del materiale e del suo stato., Pertanto si raggiungerà un equilibrio tra flusso interno, ed acqua evaporata. Questo vuol dire che man nao che la barca perde umidità il flusso interno rallenta e la la velocità di evaporazione diminuisce asintoticamente. Una barca si asciuga all'infinito! Ad un certo punto, umidificandosi l'aria a contatto accadrà che il numero di molecole che lasciano la superficie della resina sarà uguale al numero di molecole che dall'aria si 'poggiano' sulla superficie. Questo è il limite di 'asciugatura' e la resina tenderà nuovamente ad avere una concentraziioone costante (diciamo 5%) e gradiente nullo, nessun flusso interno e nessuna evaporazione complessiva in superficie. Quando lo scafo viene varato il fenomeno si inverte. Lo strato esterno assorbe acqua che ora fluirà come comanda il nuovo gradiente che si viene a creare è inverso a quello precedente. Lo so che in poco spazio non è facile spiegare tutto, poi forse dovrei inserire delle figure con le freccine che facciano capire meglio. Ma fai un piccolo sforzo e, poichè mi sembra che tu mastichi un pò di ste cose, spero di essere riuscito a trasferiti il principio di flusso di molecole in un corpo solido in condizioni di transitorio, fenomenologia da te semplicisticamente chiamata tutta evaporazione/asciugatura. Questi fenomeni fanno capire i tempi e i modi dell'andamento dell'umidità nello spessore di una carena in resina.

Alla prossima. E sempre disponibile a darvi qualunque spiegazione scientifica vi occorra.