L'ESPERIMENTO DI TORRICELLI-VIVIANI |
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Furono
Evangelista Torricelli e Vincenzo Viviani, due discepoli di Galileo, a
scoprire il segreto della pompa aspirante con
un esperimento (descritto qui sotto con animazione). Il mistero della pompa aspirante fu risolto con la seguente scoperta: l'altezza di aspirazione dipende dalla pressione atmosferica (peso dell'aria) che "spinge" l'acqua all'interno del cilindro della pompa in cui è stata "sottratta aria" cioè in cui è stata "creata una depressione". La salita del pistone produce "solo" un abbassamento di pressione all'interno della pompa. Più questo abbassamento è forte più aumenta l'altezza di aspirazione. L'esperimento di Torricelli-Viviani fu il primo passo lungo la strada che doveva condurre alla realizzazione della macchina a vapore. Le prime, infatti, sfruttavano il vapore solo per creare il vuoto dentro un cilindro e sotto un pistone. Il lavoro utile veniva fatto dalla pressione atmosferica, che, non più controbilanciata, obbligava il pistone a scendere verso il basso (fase attiva). [vedi Papin, Savery e Newcomen] |
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Come fare l'esperimento |
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Animazione elaborata con Macromedia Flash a partire da una gif animata tratta da "Le prime macchine a vapore (1690 - 1840)" a cura della Scuola Media Statale di Calizzano (Savona) | |
L'uso
del mercurio permette di ridurre di 13,6 volte la lunghezza del tubo di
vetro. Il mercurio infatti ha un peso 13,6 volte superiore a quello
dell'acqua. Usando l'acqua e non il mercurio, il tubo di vetro dovrebbe
essere lungo più di 10,33 metri. La discesa si arresta spontaneamente ad una certa altezza, che dipende dall'altitudine del luogo e dalle condizioni atmosferiche. Al mare in condizioni normali l'altezza della colonna di mercurio è di 76 cm. Viviani fu il primo a fare l'ipotesi che la discesa del mercurio fosse arrestata dal peso dell'aria che grava sul mercurio della vasca. Quando l'esperimento è concluso, nel tubetto, sopra il mercurio, evidentemente non c'è niente, cioè il "vuoto". Questo esperimento segna una tappa importante nella storia della scienza e della tecnologia; le prime macchine a vapore, come si diceva, furono infatti macchine "atmosferiche":lLa loro fase attiva avveniva a spese della pressione dell'aria. |