Evangelista Torricelli nato il 15 ottobre 1607 a Potenza, è stato un matematico e fisico italiano. Essendo in diretto contatto con Cavalieri iniziò a lavorare con la geometria degli invisibili:
volume parallelogramma rettangolo: V = a x b x c
a = V
b x c
volume cubo: V = l al cubo
l = 3 V
In fisica nel 1644 concepì il principio del barometro costruendo quello che ora è chiamato il tubo di Torricelli e individuando il “vuoto Torricelliano” Torriccelli e Viviani dimostrarono che il vuoto può esistere in natura e che l’aria ha un peso ponendo quindi fine alle millenarie discussioni filosofiche sull’horror vacui (orrore del vuoto) che si pensava che dove non c’era aria ci fosse il vuoto. Pressione etto Pascal Il tubo di Toricelli (o barometro di Torricelli), fu il primo strumento realizzato appositamente per misurare la pressione atmosferica. È costituito da un tubo di vetro chiuso a un’estremità riempito di mercurio, posto in una vaschetta, anch’essa contenente mercurio, in modo creare un sistema di vasi comunicanti. La scelta del mercurio è data dalla alta densità, che permette di lavorare a grandi pressioni con volumi relativamente piccoli. Torricelli misurò l’altezza che la colonna di mercurio aveva raggiunto pari a 760mm, e dedusse che il peso di questa colonna era antagonista ad una forza, generata da quella che oggi chiamiamo pressione atmosferica. Il mercurio contenuto nel tubo non è infatti soggetto alla pressione esterna, al contrario di quello nella vaschetta. Torricelli notò che il mercurio nel tubo si abbassava fino ad un certo punto. Infatti la pressione agiva solo sulla vaschetta e non nel tubo, non essendovi aria dentro questo, e faceva ostacolo al mercurio nel tubo. Per ottenere il valore della pressione atmosferica in pascal sarà quindi sufficiente calcolare il valore della pressione della colonna di mercurio. Phg = 1,013 x 10 Pa
Da questo esperimento e dal suo inventore prende nome un’unità di misura della pressione, il Torr, chiamato anche “millimetro di mercurio” (mmHg dove Hg è il simbolo chimico del mercurio), in quanto indica la pressione generata da una colonna di mercurio alta 1 mm). La scelta del mercurio non è casuale: questo materiale, infatti, ha anche allo stato liquido una densità notevole, tale da poter eguagliare la pressione atmosferica con una colonna alta, appunto soltanto 76 cm; ripetendo lo stesso esperimento con dell’acqua, per esempio, sarebbe necessario un tubo lungo 10.33 metri. La pressione è stata storicamente a lungo indicata in millimetri di mercurio (mm Hg) e molti barometri a mercurio ancora ne riportano la scala, anche se attualmente la misura corretta nel sistema internazionale è il Pascal. La pressione atmosferica si misura quindi in ettoPascal (hPa), multiplo del Pascal, corrispondente, quanto al valore, al Millibar (mb), unità di misura precedentemente accettata a livello internazionale (1 hPa = 100 Pa = 1 mb). Questo tipo di barometro offre una alternativa più pratica ed economica rispetto al barometro a mercurio, ma a scapito di accuratezza e precisione. L’elemento sensibile è costituito da un cilindro appiattito in cui è stato praticato il vuoto. Le ampie basi sono corrugate in modo da presentare una ampia escursione per effetto della pressione atmosferica agente su di esse. Un sistema di leve ed ingranaggi trasmettono questo movimento ad un indice che visualizza la pressione su una scala graduata. Il barometro elettronico a cella di carico È costituito da una piccola camera in cui è stato fatto il vuoto, in cui una parete è chiusa da un sensore di deformazione a cella di carico. In funzione della deformazione prodotta dalla pressione, la cella produce un segnale elettrico che può essere elaborato da un microprocessore o visualizzato direttamente da un voltmetro. Torricelli ricavò il valore della pressione atmosferica riempiendo di mercurio un tubo lungo circa un metro, tappandolo con un dito e capovolgendolo in una bacinella anch’essa contenente mercurio.
Lasciato defluire, il mercurio scese nel tubo fino a quando la pressione alla base della colonna di liquido non fu pari alla pressione dell’aria sulla superficie libera del mercurio. Trovò che al livello del mare l’altezza della colonna di mercurio è circa 760 mm.
La pressione atmosferica, dunque, è data da
Patm = d g hatm
dove d= 13600 Kg/m3 è la densità del mercurio. Se invece di mercurio si volesse usare acqua, si dovrebbe impiegare un tubo lungo più di 10 metri, in quanto la densità dell’acqua è 1000 Kg/m3
Giulia Canini 3°A
belliximooooooooooo! 😉