Quanta scienza in. una siringa?
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- Romolo Cuomo
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1 S.M.S Puecher Colombo Via G. Pizzigoni n Milano Tel colomboscuola@tiscali.it Quanta scienza in. una siringa? Classe: 3^A (sede Colombo) Anno scolastico: 2002/2003 Insegnante: Matilde Fiameni
2 Cosa c è dentro la siringa? Abbiamo preso una siringa la prof. ci ha detto di tirare lo stantuffo verso l esterno e ci ha chiesto: cosa c è dentro la siringa? Nessuno di noi ha avuto dubbi: l aria Abbiamo preso una bacinella d acqua, tirato lo stantuffo della siringa, inserito la siringa in acqua e spinto piano piano lo stantuffo: abbiamo visto le bolle d aria L aria è dappertutto, anche se è invisibile
3 Cosa c è dentro la siringa? Abbiamo preso una siringa e tolto lo stantuffo, abbiamo inserito un pezzetto di carta all interno della siringa, chiuso il forellino e immerso la siringa in acqua. Noi pensavamo che l acqua sarebbe entrata nella siringa e bagnato il pezzetto di carta, ma non è stato così: dentro la siringa c è l aria e quindi l acqua non può entrare; se invece togliamo il dito dal foro superiore l aria può uscire dal foro superiore e l acqua entrare nella siringa e bagnare il pezzetto di carta L aria occupa un spazio e dove c è aria non può starci altra materia
4 L aria si può schiacciare? Se tiriamo lo stantuffo della siringa, l aria entra nella siringa Se tappiamo ora con un dito il foro della siringa e spingiamo lo stantuffo verso l interno, cosa succede? Tutta la classe era sicura che lo stantuffo sarebbe entrato totalmente nella siringa ma.... abbiamo notato che lo stantuffo non entrava totalmente all interno della siringa anche se facevamo tanta pressione da farci quasi male. L aria è comprimibile ma fino ad un certo punto, riusciamo a diminuire facilmente il suo volume ma non ridurlo a zero
5 Schiacciamo l aria Quando noi spingiamo lo stantuffo, tenendo ben tappato il foro della siringa l aria viene compressa e ci siamo accorti che dobbiamo premere sullo stantuffo per tenerlo in quella posizione. Sentiamo che l aria man mano che viene compressa spinge sempre di più contro lo stantuffo. Appena lasciamo lo stantuffo succede che ritorna di scatto nella posizione iniziale come una molla. L aria è elastica, può essere compressa o dilatata, cioè noi possiamo diminuire o aumentare il suo volume: l aria compressa preme di più di quella normale.
6 La pressione atmosferica Se tappiamo il foro della siringa e poi tirammo lo stantuffo, cosa c è dentro? Tutta la classe era d accordo che dentro non c è niente; in realtà un po di aria c è, è quella rimasta nel tubicino della siringa, con il foro piccolo. Se chiudiamo il foro della siringa e tiriamo lo stantuffo, poi lo lasciamo andare... notiamo che lo stantuffo ritorna indietro velocemente, a volte così violentemente da farci male al dito. Noi siamo circondati dall aria, che esercita una pressione su tutti i corpi; all interno della siringa la pressione è minore ( si è creata una depressione). L aria esterna quindi preme sullo stantuffo e lo riporta nella posizione iniziale
7 Dove va l aria? Abbiamo notato che occorre fare forza per tirare lo stantuffo che Mentre se tiriamo ancora di più fino a fare uscire lo stantuffo, notiamo che si sente un botto, come quando si apre un barattolo sottovuoto. Abbiamo allora pensato che questo è dovuto all aria esterna che entra velocemente nella siringa perché l aria fuori preme contro lo stantuffo. L aria si muove dai posti dove la pressione è maggiore verso quelli dove la pressione è minore
8 Quanto preme l aria? Ci siamo chiesti quanto misura la pressione atmosferica Abbiamo agganciato ad una siringa una molla e e a questa una bottiglia, abbiamo messo un po d acqua nella bottiglia e abbiamo visto che alzando la siringa lo stantuffo si abbassava, la molla era lunga circa 14 cm Abbiamo rifatto l esperienza tappando il foro della siringa: ci sono voluti circa 1,5 litri d acqua per far abbassare lo stantuffo, la molla era lunga 45 cm La pressione atmosferica agisce sulla base dello stantuffo
9 La misura della pressione atmosferica La base dello stantuffo è un cerchio che ha il raggio di 0.7 cm e quindi la sua superficie misura 1,5 cm 2, poiché ci vogliono circa 1,5 litri di acqua per far abbassare lo stantuffo, ed essendo il peso specifico dell acqua di 1 Kg/cm 3, significa che per far abbassare lo stantuffo occorre una forza di 1,5 kg p. Quindi essendo la pressione atmosferica uguale al rapporto fra peso e superficie abbiamo calcolato il valore della pressione atmosferica La pressione atmosferica è circa: P = 1 Kg p /cm 2
10 E l acqua si può comprimere? Ci siamo chiesti: l acqua come si comporta? Alcuni di noi erano convinti che anche l acqua era comprimibile, abbiamo allora riempito la siringa di acqua e abbiamo notato che l acqua non si può schiacciare. L acqua non è comprimibile, il suo volume non si può variare
11 Perché l acqua non cade? Un nostro compagno ha notato che mettendo in verticale la siringa l acqua non cade e sul foro si forma una goccia. Se però estraiamo lo stantuffo dalla siringa l acqua cade velocemente. La pressione atmosferica agisce in tutti le direzioni, anche dal basso verso l alto, se teniamo la siringa tappata riesce a vincere il peso dell acqua, se invece la stappiamo l aria preme anche dall alto e quindi l acqua cade
12 La tensione superficiale L acqua non cade e sul foro della siringa si forma una goccia Tra le molecole dell acqua ci sono le forze di coesione
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