Quante volte avete sorbito una bibita con una cannuccia e la cosa vi è apparsa del tutto normale?
Se immergete una cannuccia in un bicchiere con una bibita……….non succede nulla….
…..a meno che non iniziate a succhiare.
Cosa sta avvenendo?
Iniziando a succhiare, prima di tutto, iniziate ad aspirare l’aria che è rimasta nella cannuccia facendo sì che la pressione interna alla cannuccia stessa diminuisca notevolmente rispetto a quella atmosferica che rimane invariata e che continua a premere sulla superficie della bibita.
Quindi la bibita risale nella cannuccia non tanto perché voi siete più alti rispetto al bicchiere e la state succhiando, ma perché la pressione atmosferica, premendo sulla superficie della bibita, la spinge facendola risalire dentro la cannuccia dalla quale state togliendo l’aria.
Ma se vi affacciaste dal terzo piano di un palazzo e prendeste una cannuccia lunga 11 metri e provaste nuovamente a succhiare, riuscireste a bere la bibita?
La maggior parte di voi, probabilmente, dirà: no, perché non abbiamo la forza di aspirare con tanta potenza, essendo troppo alti e lontani dal bicchiere.
Benissimo, effettivamente non ci riuscireste.
Ma noi vogliamo aiutarvi portando al terzo piano una potente pompa aspirante, azionata da un motore elettrico (o a scoppio) altrettanto potente, facendo in modo che a succhiare sia lei.
Adesso, riuscireste a bere la bibita?
Che ci dite?
Se avete qualche incertezza, ve lo diciamo noi:
….no, ancora non riuscireste a berla.
La bibita risalirebbe nella cannuccia fino a poco più di 10 metri e solo se state facendo l’esperimento al livello del mare…
Questo perché è solo la pressione che l’atmosfera esercita sulla superficie della bibita a far risalire la bibita stessa nella cannuccia.
Ovvero, è il peso di tutta la colonna d’aria sovrastante il bicchiere (misurata fino ai confini della troposfera), che spingerà la bibita nella cannuccia fino a quando il peso della bibita stessa non sarà uguale a quello della colonna d’aria.
Cosa che avverrà quando la bibita avrà raggiunto nella cannuccia l’altezza di 10 metri.
A questo punto immaginiamo intervenga la domanda: ma quanto pesa l’aria?
Il peso di tutta la colonna d’aria che ci sovrasta (riferita all’altezza media dell’atmosfera terrestre, valutata essere 11 chilometri), è pari a 1 chilo e 33 grammi al centimetro quadrato.
Questo peso è stato denominato “pressione atmosferica” ed è appunto equivalente a quello di una colonna d’acqua alta poco più di 10 metri.
….ogni centimetro quadrato della nostra pelle, sopporta dunque un peso di un chilogrammo…che noi non sentiamo perché il nostro corpo lo bilancia contrapponendo una uguale pressione interna.
A determinare il peso dell’aria è il numero di molecole dei gas che la compongono.
Questo numero e quindi il peso, non è tuttavia costante: varia al variare dell’altitudine, ma varia anche a causa di fatti accidentali indotti dai venti, dal vapore acqueo, dal riscaldamento o dal raffreddamento delle masse d’aria
Durante la lettura delle previsioni meteo in TV, avrete certamente sentito parlare di “alta e bassa pressione”, ovvero di minore o maggior peso dell’aria.
Queste fluttuazioni oggi sono facilmente misurabili anche con strumenti diventati di uso comune, tuttavia le prime osservazioni alle quali possiamo far risalire l’inizio della moderna meteorologia, risalgono ai primi decenni del 1600, quando Evangelista Torricelli, fisico e matematico italiano, inventò il barometro.
Prese anche lui una bacinella ed un tubo di vetro, qualche cosa di simile al bicchiere con la bibita ed alla cannuccia dei quali abbiamo parlato.
Solo che invece adoperare dell’acqua, adoperò il mercurio, un metallo molto pesante (pesante più di dieci volte l’acqua) e che ha la caratteristica di rimanere liquido alla temperatura ambiente.
Questo gli consenti di adoperare al posto di una “cannuccia” lunga dieci metri, un tubo di vetro dieci volte più corto (lungo solo un metro) ed al quale aspirò l’aria.
Poté così notare che il mercurio risaliva nel tubo per 76 centimetri (corrispondenti al peso dei 10 metri d’acqua) e che al variare della pressione atmosferica, variava anche l’altezza del mercurio.
Era nato il primo barometro, parola derivata dal greco e composta dai termini “peso” e “misura”.
Per concludere e bersi finalmente la faticata bibita, l’unica possibilità di farla risalire oltre i dieci metri è quella di immergere una pompa direttamente nel bicchiere per far si che la bibita venga spinta nella cannuccia, anziché aspirata.
Ovviamente, nella realtà le pompe si adoperano per estrarre l’acqua dai pozzi e non certo per bere una bibita da un bicchiere.
Ma la cosa non cambia: una pompa aspirante non può succhiare acqua da un pozzo che sia profondo oltre 10 metri.
Per estrarre l’acqua da quella profondità occorre necessariamente immergervi una la pompa in grado di spingerla verso l’alto.
