Come dimostrare che l'aria ha un peso con un esperimento

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

L'aria è una miscela di sostanze aeriformi che costituisce l'atmosfera terrestre. È un componente essenziale per la vita della maggior parte degli organismi animali e vegetali e in particolare per la vita umana, per cui la sua salvaguardia è fondamentale ed è regolata da apposite norme legislative. Inoltre, tale miscela gassosa trova molte applicazioni nell'ambito industriale e nell'uso quotidiano, in particolare sotto forma di aria compressa (cioè sottoposta ad elevata pressione) e aria liquida. Quando una cosa è molto leggera, la gente è solita dire: "È leggera come l'aria". Ma l'aria non è affatto leggera; con alcuni semplici esperimenti, è possibile dimostrare che l'aria in realtà ha un peso.

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Esperimento 1: procurarsi due palloncini, un po’ di spago, un bastoncino lungo almeno 30 cm e un ago. Legare con lo spago la parte centrale del bastoncino ed appenderlo ad un lampadario (o tenerlo sospeso con la mano). Gonfiare i due palloncini in modo da renderli delle stesse dimensioni e legarli alle estremità del bastoncino. In questo modo, è stata costruita una rudimentale bilancia in cui i pesi dei palloncini si equilibrano. Bucare con l’ago uno dei palloncini, che quindi si sgonfia. A questo punto, il braccio della bilancia a cui è legato il palloncino gonfio scenderà verso il basso, dimostrando che l’aria precedentemente contenuta nell'altro palloncino aveva un peso.

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Esperimento 2: un peso che agisce su una superficie. Questa prova prevede l’utilizzo di una candela, un bicchiere di vetro, una vaschetta trasparente, dell’acqua e dell’inchiostro. Versare nella vaschetta trasparente un po’ d'acqua e colorarla con qualche goccia di inchiostro. Porre nella vaschetta una candela, accendendola e coprendola con il bicchiere. Si può osservare che inizialmente il livello dell’acqua all'interno e all'esterno del bicchiere è uguale. Dopo un breve tempo, la candela si spegne e il livello dell’acqua all'interno del bicchiere aumenta.

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La fiamma della candela brucia finché è presente l'ossigeno all'interno del bicchiere e, una volta esaurito l’ossigeno, la candela si spegne. La pressione dell’aria contenuta all'interno del bicchiere diminuisce, mentre la pressione dell’aria all'esterno del bicchiere rimane invariata. Poiché la pressione esterna è divenuta maggiore di quella interna al bicchiere, l’acqua risale dentro il bicchiere stesso. È la pressione esercitata dall'aria a spingere verso l’alto il liquido, vincendo la forza di gravità.

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