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ENGLISH
15-08-2025-Materials Technologies - Water [EN]-[IT] With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic in question. (code notes: X-89-88-87-84)
Water
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Introduction
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Water is considered a crucial resource in materials technology. It plays a versatile and fundamental role in modern materials technology processes.
The Characteristics of Water
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- Water is the best solvent in nature.
- Water has the ability to adhere.
- Water has a high specific heat.
- Water is highly transparent.
- Water is the only substance on Earth that exists in all three physical states: solid (as ice), liquid, and vapor.
- Water's density varies with temperature. When it solidifies, it turns into ice, which increases in volume compared to liquid water. This means that water becomes gradually less dense and ice floats on liquid water (water's maximum density is reached at +4°C).
Water is a universal solvent First, let's define what a solvent is. It is a substance, generally in a liquid state, capable of dissolving a solute to form a solution.
What is a solute? It is the substance that is dissolved in a solvent to form a solution. The solute is present in smaller quantities than the solvent. Common examples:
Let's think about cementitious materials: the right amount of water is important to ensure chemical reactions (such as cement hydration), mixability, and final mechanical performance.
Physical aspects of water Ice is water in its solid state. At standard atmospheric pressure, the phase transition occurs when liquid water is cooled below 0°C. Due to the phenomenon of supercooling, water can remain liquid even below 0°C; Furthermore, ice can form at temperatures above 0°C with pressures lower than atmospheric pressure, and conversely, remain in a liquid or gaseous state down to -30°C, with higher pressures.
What is snow? When water vapor, at temperatures below 0°C, freezes and changes from a gaseous state to a solid state, snow forms. Snow is a form of precipitation in the form of crystalline water ice, consisting of a multitude of flakes. Snow is made of ice, and ice has a well-defined crystalline structure. The crystal system of ice is perhaps the most popular in the world, which is the hexagonal one. Below is an image of the crystalline structure of ice.
Image created with artificial intelligence, ChatGPT software used
Industry and Water Water is used in numerous industrial processes and equipment, such as steam engines, steam generators, heat exchangers, and radiators, as well as in chemical industry processes. In fact, thanks to its chemical properties, water is the medium for the reaction and dissolution of many substances, and its thermal characteristics make it an excellent heat transfer fluid. Furthermore, water is used to generate energy in hydroelectric power plants. Let's also consider water sustainability, another key factor in the use of water in industrial processes. However, be careful: water, whatever its intended use, must undergo appropriate treatments to remove pollutants and correct certain chemical and physical properties.
Conclusions Water is an important component of both our lives and materials technology. It can be used to design efficient, high-performance, and, last but not least, sustainable solutions.
Question Did you know that ice's ability to float on liquid water is crucial for sustaining life on Earth? Did you know that floating ice surfaces protect the underlying layers from subsequent cooling, allowing aquatic life beneath the surface ice to continue to exist?
ITALIAN
15-08-2025-Tecnologie dei materiali - L’acqua [EN]-[IT] Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto (code notes: X-89-88-87-84)
L’acqua
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Introduzione
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L’acqua è considerata come una risorsa cruciale nella tecnologia dei materiali. Ha un ruolo versatile e fondamentale nei moderni processi di tecnologia dei materiali.
Le caratteristiche dell'acqua
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- l'acqua è il miglior solvente esistente in natura.
- l'acqua ha capacità di adesione
- l'acqua ha un elevato calore specifico.
- l'acqua ha una elevata trasparenza
- l'acqua è l'unica sostanza che sulla terra si presenta in tutti e tre gli stati fisici: solido (come ghiaccio), liquido e vapore
- l'acqua varia la sua densità in relazione alla temperatura. Solidificando si trasforma in ghiaccio che aumenta di volume rispetto all’acqua liquida; questo vuol dire che l'acqua diviene man mano meno densa e che il ghiaccio galleggia sull'acqua liquida (il massimo di densità dell'acqua viene raggiunto a+4°C)
L'acqua è un solvente universale Innanzitutto definiamo cosa sia un solvente. Esso è una sostanza, generalmente allo stato liquido, capace di sciogliere un soluto per formare una soluzione.
Cosa è un soluto? Esso é la sostanza che viene disciolta in un solvente per formare una soluzione. Il soluto é presente in minor quantità rispetto al solvente. Esempi comuni:
Proviamo a pensare ai materiali cementizi, la giusta dose di acqua è importante per garantire le reazioni chimiche (come l’idratrazione del cemento), l’impastabilità e le performance meccaniche finali.
Aspetti fisici dell'acqua Il ghiaccio è l'acqua allo stato solido. A pressione atmosferica standard la transizione di fase avviene quando l'acqua liquida viene raffreddata sotto gli 0°C. A causa del fenomeno di sopraffusione, l'acqua può rimanere allo stato liquido anche sotto 0°C; inoltre il ghiaccio può formarsi anche a temperature superiori a 0°C con pressioni inferiori a quella atmosferica e, viceversa, rimanere allo stato liquido o gassoso fino a -30°C, con pressioni più elevate.
Cosa è la neve? Quando il vapore acqueo, a temperatura inferiore a 0°C, brina e passa dallo stato gassoso a quello solido si forma la neve. La neve è una forma di precipitazione nella forma di acqua ghiacciata cristallina, che consiste in una moltitudine di fiocchi. La neve è costituita da ghiaccio, e il ghiaccio ha una struttura cristallina ben definita. Il sistema cristallino del ghiaccio è forse quello più popolare al mondo, che è quello esagonale. Qui di seguito un'immagine della struttura cristallina del ghiaccio
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L'industria e l'acqua L'acqua è usata in numerosi processi ed apparecchiature industriali, quali ad esempio il motore a vapore, i generatori di vapore, gli scambiatori di calore ed i radiatori, nonché nei processi dell'industria chimica. Infatti, grazie alle sue proprietà chimiche, l'acqua costituisce l'ambiente di reazione e dissoluzione di molte sostanze, e, per le sue caratteristiche termiche, è un ottimo fluido trasportatore di calore. Inoltre, l'acqua viene impiegata per la produzione di energia nelle centrali idroelettriche. Teniamo conto poi della sostenibilità dell'acqua, altro elemento fondamentale per l'uso dell'acqua nei processi industriali. Attenzione però, le acque, qualunque sia l’uso a cui sono destinate, devono essere sottoposte ad opportuni trattamenti per la rimozione di inquinanti e per la correzione di alcune caratteristiche chimico-fisiche.
Conclusioni L'acqua è una parte importante sia per la nostra vita che per la tecnologia dei materiali. Con essa si possono progettare soluzioni efficienti, performanti e ultimo, ma non ultimo, soluzioni sostenibili.
Domanda Lo sapevate che la proprietà del ghiaccio di galleggiare sull’acqua liquida è decisamente importante per il mantenimento della vita sulla terra? Sapevate che le superfici ghiacciate, galleggiando, tengono protetti gli strati sottostanti da successivi raffreddamenti in modo che la vita acquatica sotto lo strato di ghiaccio superficiale possa continuare ad esistere?
THE END