Capitolo 03 LA PRESSIONE ATMOSFERICA. 3.1 Esperienza del Torricelli 3.2 Unità di misura delle pressioni

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1 Capitolo 03 LA PRESSIONE ATMOSFERICA 3.1 Esperienza del Torricelli 3.2 Unità di misura delle pressioni

2 Peso dell aria I corpi solidi hanno un loro peso, ma anche i corpi gassosi e quindi l aria, hanno un loro peso. Se si pesa una bombola vuota e poi la si riempie di gas e si procede ad una nuova pesata si rileva una differenza nel peso. La bombola pesa di più quando è piena. Anche l aria, che è una miscela di gas, e la spinta che la massa dell aria esercita sulla superficie della terra e su tutto ciò con cui viene a contatto è enorme. Nel 1630 il fisico Evangelista Torricelli da Faenza dimostrò che l atmosfera ( ossia lo spessore d aria che circonda la terra ) pesa 1,033 kg su ogni cm 2 di superficie, misurata sul livello del mare ( altitudine zero ). Questa è la definizione della PRESSIONE ATMOSFERICA. Ora si faccia una considerazione: se la superficie media dell uomo è di circa 1,5 m 2 ( cm 2 ) e, se su ogni cm 2 insiste il peso dell atmosfera di 1,033 kg, su tutta la superficie del corpo graveranno kg. La pressione atmosferica però agisce in ogni senso e, insistendo anche sulla parte interna del corpo con lo stesso valore si equilibra. In più la circolazione del sangue provoca nelle pareti interne dei vasi una pressione leggermente superiore a quella atmosferica. Per questi motivi non veniamo schiacciati da un peso così enorme. Una delle caratteristiche della pressione atmosferica è quella di variare in funzione dell altitudine alla quale viene misurata. A quote più alte rispetto al livello del mare, la pressione diminuisce in quanto lo strato dell aria è inferiore e quindi pesa di meno. QUOTA PRESSIONE TEMPERATURA m Mpa C 0 0, , , , ' , , , ,0856 5, ,0815 3, , ,0756-0, ,0701-4,5

3 L esperienza del Torricelli Si prenda un tubo trasparente chiuso ad una estremità ed aperto nell altra ( fig. 3.2 ) lungo circa un metro, se lo si riempie interamente di mercurio ( Hg ) e si chiude con un dito l estremità aperta, capovolgendolo ed immergendolo in un recipiente contenente altro mercurio, si nota che, dopo avere tolto il dito dalla estremità aperta, una parte del mercurio contenuto nel tubo passa nella vaschetta. Il mercurio finisce di passare nella vaschetta quando il livello nel tubo ha raggiunto un ben determinato punto. Infatti misurando la differenza di livello tra mercurio della vaschetta e quello del tubo si riscontra che tale differenza vale circa 76 cm. Il motivo che non ha permesso al mercurio di vuotarsi nella vaschetta è dovuto esclusivamente al peso dell aria atmosferica. sezione interna 1cm 2 760mm mm Hg fig. 3.2 Come si è detto in precedenza l aria esercita una pressione di 1,033 kg su ogni cm 2 perciò questa pressione la si ha anche sulla superficie del mercurio contenuto nella vaschetta. Nella parte superiore del tubo, dopo che si è rovesciato, è completamente vuoto di mercurio e di aria. Si è creato il vuoto e la pressione atmosferica viene a mancare totalmente.

4 14 In questo caso la pressione atmosferica invece di esercitare la sua azione dall alto e dal basso nell intero del tubo, agisce solo dal basso verso l alto. Come ci mostra l esperienza questa spinta, sull unità di superficie, equivale al peso della colonna di mercurio rapportata alla sezione del tubo. spinta atmosferica = 10,033 kg/cm 2 Peso unitario della peso ( kg ) colonna di mercurio = = 1,033kg/cm 2 sezione ( cm 2 ) vuoto 760mm Press. Atmosf. Hg Nel tubo di Torricelli il mercurio si innalza a causa della pressione atmosferica procedendo con le stesse operazioni, impiegando acqua al posto del mercurio, utilizzando un tubo lungo 11 metri, si vedrà che il livello dell acqua nell interno del tubo si porta a 10,033 m dal pelo della vaschetta. Questa spinta equivale, rapportata alla sezione del tubo, ad 1,033 kg sulla superficie di 1 cm 2.

5 Unità di misura della pressione Quando si parla di pressione si deve distinguere: Pressione atmosferica, pressione causata dal peso dell aria (circa 1 kg/cm 2 ) Pressione relativa, pressione al di sopra della pressione atmosferica ed è quella misurata da strumenti chiamati manometri. Pressione assoluta, somma delle due pressioni precedenti ( pressione relativa + pressione atmosferica ). Depressione pressione relativa minore di quella atmosferica misurata da strumenti chiamati vacuometri. Il suo valore massima si riferisce al vuoto barometrico o vuoto assoluto. Nel sistema internazionale (SI) la pressione atmosferica vale, al livello del mare Pa che equivalgono a 0,1 Mpa. Nel sistema fisico tale pressione vale Pa = 0,1013 MPa

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