HORROR VACUI O PRESSIONE ATMOSFERICA?

 

    Nella Firenze a cavallo del 1600 i "fontanieri"(1) del Comune posero a Galileo questa domanda:

"Maestro, perchè non riusciamo a sollevare l'acqua un capello più di diciotto braccia, nè con pompe piccole nè con pompe grandi?"

    Pur essendo uomo di Scienza, Galileo non riuscì a dare una spiegazione plausibile. All'epoca era in voga il pregiudizio che la natura ha paura del vuoto (horror vacui), quindi al crear del vuoto la natura, temendolo, ne pone rimedio colmandolo; così che non appena si crea un vuoto mediante una pompa aspirante subito la natura provvede a colmare questo. Ma perchè non oltre i 10 ml.? Forse perchè oltre all' horror vacui della natura, si somma l' horror altitudinis dell'acqua; quindi sarebbe lecito dire che l'acqua stessa (o i fluidi liquidi in generale) soffre di vertigini!!

   Niente di più falso. Ma allora qual'è il mistero? Fu svelato attorno al 1643 da un allievo di Galileo: Evangelista Torricelli che, in collaborazione con Vincenzo Viviani (allievo e biografo di Galileo), sperimentò che non è il vuoto che attira il liquido, ma bensì il peso dell'atmosfera all'esterno della pompa (o altra apparecchiatura) che ne determina il movimento in salita, fino all'equilibrio dei pesi (Peso atm=Peso liquido).

   Torricelli approntò questo esperimento:

pose del mercurio ( g= 13,6 g/cm3) in una vaschetta. Riempì poi un tubo di vetro chiuso ad una estremità di circa 1 ml. con altro mercurio, ne tappò l'altra estremità con un dito e lo rovescio nella vaschetta. Che cosa accadde appena tolse il dito dall'estremità immersa?

Fig 1

      Contrariamente a quanto si possa pensare (e cioè che il liquido si fosse interamente riversato nella vaschetta) il mercurio scese fino ad una certa altezza (76 cm.). Perchè:

gmercurio= 13600 Kg/m3

Patm= 1,033 Kg/cm2

 

    Quindi a circa 76 cm di altezza (circa, a seconda delle condizioni atmosferiche e della posizione geografica)  si raggiunge l'equilibrio tra il peso dell'atmosfera e quello del mercurio.

    Così applicando la formula sopra scritta per l'acqua avremo:

gh2o= 1000 Kg/m3

Patm= 1,033 Kg/cm2

   Abbiamo quindi stabilito che il fenomeno non è dato dall'HORROR VACUI ma bensì dalla PRESSIONE ATMOSFERICA. 

    Naturalmente tutto questo in condizioni normali a quota 0 s.l.m. con totale assenza di attrito nella tubazione. Infatti se proviamo ad aspirare dell'acqua da un pozzo, con tubi di aspirazione di plastica liscia e trasparente (quindi con un attrito minimo)  in una giornata qualsiasi vedremo che in pianura raggiungerà un livello di circa ml. 9-10 (forse) e man mano che ci eleviamo di altitudine questa misurazione diminuirà.

(1): idraulici