Una curva di raffreddamento è un tipo di grafico utilizzato in chimica, fisica, ingegneria e altre discipline per tracciare il progresso di una sostanza di raffreddamento. Un asse del grafico, solitamente l’asse x, mostra il tempo, mentre la temperatura è rappresentata sull’altro asse. Pertanto, una curva di raffreddamento generalmente è inclinata verso il basso da sinistra a destra man mano che la temperatura diminuisce nel tempo. È importante notare che tale curva non progredisce sempre verso il basso a una velocità uniforme nel corso del grafico perché le curve di raffreddamento sono spesso utilizzate per rappresentare i cambiamenti di fase fisici, come il passaggio dall’acqua al ghiaccio. La temperatura diminuisce in modo uniforme quando l’acqua si raffredda fino al punto di congelamento, ma la curva si appiattisce al punto di congelamento quando l’acqua liquida si congela in ghiaccio solido.
Molti fattori diversi possono influenzare l’andamento di una curva di raffreddamento. Due dei fattori più importanti sono la temperatura iniziale della sostanza raffreddante, spesso chiamata “temperatura di colata”, e la temperatura dell’ambiente in cui viene versata la sostanza. I tratti specifici della sostanza di raffreddamento sono determinanti principali della progressione della curva di raffreddamento. Anche altri fattori, come la pressione e il volume della sostanza refrigerante, possono influenzare drasticamente la curva.
Non è raro che una curva di raffreddamento rappresenti un cambiamento di fase, come quello da gas a liquido o da liquido a solido. La trasformazione dall’acqua al ghiaccio è uno degli esempi più noti e più ampiamente riconosciuti di cambiamento di fase. Quando l’acqua a una temperatura relativamente elevata viene aggiunta a un ambiente a una temperatura inferiore al punto di congelamento, si raffredderà a una velocità generalmente uniforme fino a raggiungere la temperatura di congelamento. A questo punto, la temperatura cesserà di diminuire finché tutta l’acqua non si sarà solidificata in ghiaccio. L’acqua di raffreddamento perde energia sotto forma di calore e quindi provoca una diminuzione della temperatura, ma la stessa perdita di energia è necessaria anche per il passaggio da liquido a solido, solo senza la corrispondente variazione di temperatura.
Ricercatori e studenti possono utilizzare una varietà di metodi per creare curve di raffreddamento. Il metodo più semplice prevede l’aggiunta di una sostanza in un ambiente a temperatura controllata e, utilizzando un termometro, la registrazione della temperatura della sostanza a intervalli regolari. Questo metodo, tuttavia, è suscettibile di errore umano. Altri metodi si affidano invece a sensori di temperatura elettronici e software di registrazione computerizzata. Tali dispositivi e software possono essere utilizzati per produrre una curva di raffreddamento accurata in tempo reale, riducendo la possibilità che l’errore sperimentale renda inutile la curva di raffreddamento.