Perché il frigo si apre con difficoltà appena dopo averlo chiuso?

Vi siete mai chiesti perché la porta del frigo sembra sempre più dura da aprire, se cerchiamo di farlo pochi secondi dopo averlo chiuso? Si tratta di un "problema" molto comune, che non ha in alcun modo a che fare con la qualità del frigorifero, ma più che altro con la fisica e la forma dell'elettrodomestico, che favorisce la fuoriuscita di aria fredda quando lo apriamo. La causa è, nella maggior parte dei casi, l'aria calda (o meglio a temperatura ambiente) che entra nel frigo ogni volta che apriamo lo sportello, e tende rapidamente a raffreddarsi quando chiudiamo il frigorifero. Raffreddandosi, l'aria diminuisce la sua pressione creando un leggero "vuoto" che rende necessaria una forza maggiore per aprire la porta, un po' come quando si apre per la prima volta un barattolo sottovuoto. Dopo qualche minuto, grazie alla circolazione interna dell'aria, la pressione si normalizza e possiamo nuovamente aprire il frigorifero.

Aria che esce, aria che entra: cosa accade

Che si tratti di piccole unità o giganteschi elettrodomestici a due porte "all'americana", i frigoriferi sono normalmente a sviluppo verticale, spesso con freezer incorporato e con apertura su uno dei lati. La forma è dettata dalla praticità di avere tutti i cibi e bevande a vista e raggiungibili facilmente, al contrario dei congelatori a pozzetto dove l'apertura è in alto e inevitabilmente le pietanze finiscono per essere "seppellite" sotto altro cibo.

Questa forma favorisce però la fuoriuscita dell'aria fredda ad ogni apertura della porta e il rapido ricambio di aria con quella esterna. Solitamente in un frigo la temperatura dell'aria si aggira intorno ai 4 °C e quando apriamo lo sportello tende ad andare verso il basso perché più densa, ossia più "pesante" (per usare un termine più comune, anche se improprio in termini scientifici). Cade quindi fuori dal frigorifero e viene subito rimpiazzata dall'aria esterna, decisamente più calda.

Se vogliamo, possiamo confrontare questo fenomeno con quello di una mongolfiera in atterraggio: per ritornare a terra dopo il volo l'aria nel pallone viene raffreddata, in questo modo la massa d'aria fredda tende ad andare verso il basso, proprio per via della densità maggiore

Quando apriamo il freezer, che lavora a temperature ancora più basse (intorno ai –18 °C) il fenomeno è più evidente e talvolta anche visibile , perché in condizioni meteo di alta umidità è possibile notare una lieve nebbiolina che tende a cadere sul pavimento, dovuta al vapore acqueo che condensa a contatto con l'aria fredda che esce dal freezer.

La legge dei gas perfetti e le differenze di pressione

Per spiegare perché è più difficile aprire il frigorifero pochi secondi dopo averlo chiuso, dobbiamo inoltre chiamare in causa un po' di fisica. Nei gas proprietà come la densità, la temperatura e il volume sono strettamente correlati, come indicato dalla legge dei gas perfetti:

p · V = n · R · T

Spoiler: nella realtà i gas non si comportano mai come un gas perfetto, ma per i nostri scopi è una approssimazione adeguata.

In questa formula Rè una costante, n è il numero di moli, unità usata in chimica per contare atomi o molecole (in pratica è una misura della quantità di sostanza). p rappresenta la pressione, T la temperatura e V il volume del gas. Anche se la densità non è direttamente indicata nella formula, è legata al rapporto n/V, ossia alla quantità di sostanza per dato volume. Dato che il volume V all'interno del frigo, così come la quantità di sostanza (o meglio di sostanze presenti nell'aria come N₂, O₂, CO₂), sono costanti, le uniche variabili saranno la temperatura T e la pressione p.

Abbiamo detto che l'aria fredda cade fuori dal frigo, mentre l'aria calda entra: una volta richiusa la porta del frigo avremo perciò una massa d'aria calda che tenderà a raffreddarsi per il contatto con pareti e cibi molto più freddi. Al diminuire della temperatura del gas (l'aria), anche la pressione interna del frigo diminuirà, perché T e p sono direttamente proporzionali, come indicato dalla legge dei gas perfetti.

Quindi la pressione all'interno del frigorifero sarà più bassa di quella esterna e come conseguenza, l'aria esterna a pressione maggiore "spingerà" con più forza sullo sportello per tenerlo chiuso. Per questo motivo, almeno nei primi secondi dopo la chiusura dello sportello, lo sforzo per riaprirlo sarà considerevolmente maggiore.

Dopo qualche minuto la differenza di pressione di normalizza

A questo punto però è lecito farsi una domanda: se raffreddandosi l'aria nel frigo va a pressioni più basse, perché dopo qualche minuto più posso comunque riaprire lo sportello normalmente?

La "normalizzazione" delle pressioni interne avviene soprattutto grazie alla circolazione interna dell'aria, che spesso è comune tra frigo e freezer.  Questa circolazione è utile per evitare la formazione di aree più calde ma anche di zone umide e muffe all'interno di frigoriferi domestici o industriali. Inoltre, anche se le guarnizioni sono in ottimo stato, la tenuta non è mai perfettamente stagna, quindi in presenza di una differenza anche piccola di pressione, come quella appena descritta, una minima quantità di aria potrà essere "risucchiata" dentro il frigo favorendo la stabilizzazione delle pressioni e permettendoci di accedere di nuovo alle nostre pietanze.

In conclusione, il consiglio se si vuole evitare l'effetto "vuoto" è semplicemente aspettare qualche minuto per dar modo alla pressione dell'aria interna di equilibrarsi, e a quel punto la porta del frigo si aprirà normalmente.

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