C'è, ma non si vede
Esperimento sulla pressione atmosferica
Progettare una prova di laboratorio: obiettivi, conduzione, risultati, applicazioni
Proposta di una semplice attività di laboratorio rivolta agli insegnanti delle scuole medie inferiori e superiori.
Obiettivi dell'esperimento
Comprendere il fatto che l'aria atmosferica si trova ad una ben definita pressione e che a causa di essa tutti i corpi sono soggetti ad una determinata forza.
Requisiti iniziali
Conoscenza del concetto di pressione
Conoscenza delle proprietà dei gas
Conoscenza del concetto di forza di gravità e di forza peso
Strumenti occorrenti
Un bicchiere di vetro o di plastica non deformabile
Un cartoncino rigido
Descrizione della prova sulla pressione atmosferica
Riempire fino all'orlo il bicchiere con dell'acqua.
Appoggiare sopra al bicchiere colmo d'acqua il cartoncino, facendo attenzione che all'interno del bicchiere non rimanga aria.
Capovolgere il bicchiere mantenendo, durante tale operazione, una mano premuta sul cartoncino.
Togliere la mano dal cartoncino.
Conduzione dell'esperimento sulla pressione atmosferica
Far notare che all'interno del bicchiere non è rimasta aria.
Far notare che, pur essendo soggetti alla forza di gravità, sia il cartoncino sia l'acqua non cadono verso terra.
Risultati
L'acqua non fuoriesce dal bicchiere, anche capovolgendolo. L'esperimento può essere ripetuto non riempiendo completamente il bicchiere d'acqua fino all'orlo. In tale caso, quando lo si capovolge, acqua e cartoncino precipitano a terra.
Conclusioni
Dato che l'acqua esercita, a causa della gravità, una forza sul cartoncino verso il basso, ciò significa che sul cartoncino agisce una pressione. Tuttavia,
poiché né acqua né cartoncino cadono verso terra, è necessario ammettere l'esistenza sul cartoncino di una pressione diretta verso l'alto che impedisce
all'acqua di cadere verso terra e di intensità maggiore di quella dovuta alla pressione data dal peso dell'acqua.
Ciò viene confermato dall'esperimento compiuto con il bicchiere non colmo d'acqua: in questo caso alla pressione dell'acqua si aggiunge, sul cartoncino, la
pressione dovuta all'aria contenuta nel bicchiere. La risultante delle due è senz'altro di intensità tale da sovrastare la sola pressione
atmosferica che agisce sul cartoncino dal basso verso l'alto.
Applicazioni
Per gonfiare un palloncino, occorre immetterci un gas ad una pressione superiore a 1013 millibar. Quando il palloncino è sgonfio, in realtà non è
completamente vuoto al suo interno ma contiene aria alla pressione di circa 1 bar.
Lo stesso discorso è valido per una camera d'aria di una bicicletta.
Il fenomeno dell'ebollizione di un liquido è influenzato dalla pressione atmosferica: l'acqua bolle più facilmente in montagna, dove la pressione atmosferica
è più ridotta rispetto a quando ci si trova al livello del mare.
Nel funzionamento di un circuito frigorifero, la pressione di 1013 millibar è una pressione di riferimento. Solitamente si preferisce che in nessun punto
all'interno del circuito frigorifero si raggiunga una pressione inferiore a
tale valore, in quanto, in caso di mancanza di tenuta ermetica del circuito, entrerebbe aria all'interno dello stesso, con scarsa probabilità di potersi
accorgere del fatto. Se invece tutto il circuito è mantenuto in sovrapressione, in caso di mancanza di tenuta il refrigerante fuoriesce, con maggiore
probabilità di notare il fenomeno.
Nell'igloo di Fred trovi anche
