Dubbi sulla pressione atmosferica.

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Dubbi sulla pressione atmosferica. #40303

avt
peaceandlove
Cerchio
Ciao ragazzi vorrei capire la pressione atmosferica, quindi vi pongo alcune domande a cui non so dare una spiegazione:

La pressione di 1 atm sappiamo sostiene una colonna di mercurio di 760 mm a livello del mare.

1 - Se si aumenta il diametro del tubo che contiene il mercurio l'altezza della colonna sostenuta varia? Se no perché?

2 - La pressione atmosferica è dovuta al peso dell'aria? Allora come mai se la densità dell'aria è notevolmente minore di quella del mercurio riesce comunque a sollevarlo?

Saranno domande semplici ma...

Grazie a chi saprà chiarire i miei dubbi.
 
 

Re: Dubbi sulla pressione atmosferica. #40330

avt
Luigi76
Le Roi
La risposta al punto (1) è "la pressione non dipende dal diametro del tubo ma solo dall'altezza della colonna."
Infatti, al di sopra del mercurio c'è, praticamente, il vuoto. Quindi la forza esercitata dalla colonna sul fondo è il suo peso:
F = d S h g
dove d è la densità del liquido barometrico, S la sezione del tubo, h l'altezza della colonna e g l'accelerazione di gravità.
La pressione p esercitata sul fondo è:
p = F/S = d g h (legge di Stevino)

Per il punto 2, è vero che la densità del mercurio è molto maggiore (migliaia di volte) di quella dell'aria, ma l'altezza della colonna di aria è molto maggiore di quella del mercurio.

Vorrei chiarire l'esperienza di Torricelli. Si prende un tubo di vetro chiuso in fondo e avente altezza di circa 1 m, lo si riempie di mercurio, e. avendo cura che nell'operazione non entri aria, lo si rovescia su una bacinella contenente mercurio. Si osserva che il livello del mercurio nel tubo scende e si stabilizza intorno a 760 mm quando la pressione idrostatica del mercurio è pari a quella esercitata dall'aria sulla superficie libera della vaschetta.
Quindi, non è l'aria che spinge su, ma impedisce al mercurio di scendere.
Ringraziano: Omega, Pi Greco, peaceandlove

Re: Dubbi sulla pressione atmosferica. #40393

avt
peaceandlove
Cerchio
Grazie mille della risposta. I due dubbi sono risolti ma me ne è venuto un altro emt
La pressione dell'aria preme sul mercurio della bacinella?
La pressione del mercurio nella colonnina preme anch'essa sulla bacinella?
Se è cosi le forze delle pressioni sono rivolte entrambe verso il basso, quindi come mai non scende il mercurio della colonnina?
Interviene forse il famoso principio azione-reazione?

Re: Dubbi sulla pressione atmosferica. #40452

avt
Luigi76
Le Roi
Non è così che devi ragionare.
Devi sapere che quando, come in questo caso, l'unica forza di massa è il peso, le superfici isobariche (luogo dei punti in cui la pressione ha il medesimo valore) sono piani orizzontali.
Quindi se prolunghi la superficie di separazione fra l'aria e il mercurio contenuto nella bacinella, dentro il tubo barometrico contenente mercurio, dato che sotto tale piano c'è un liquido in equilibrio, la pressione ha lo stesso valore in ogni punto di tale piano.
Sia A un punto della superficie libera del mercurio e B il punto dentro la colonna barometrica.
Per quanto detto
pA = pB
Ma pA = po pressione esercitata dall'aria sulla superficie libera del mercurio; pB , per la legge di Stevino, vale:
pB = pC + d g h
dove pC è la pressione esercitata sulla superficie libera del mercurio all'interno della colonna barometrica.
Se nel capovolgere la colonna barometrica sulla bacinella si ha cura di non fare entrare aria, pC è praticamente 0. Pertanto
po = d g h
Con questo esperimento Torricelli dimostrò che l'aria preme verso il basso contro le opinioni della fisica aristotelica secondo cui l'aria tende a salire.
Successivamente Pascal, ripetè l'esperimento, nello stesso giorno, ai piedi e in cima al monte Ventoux e dimostrò che la pressione atmosferica decresce al crescere della quota.
Ma il tuo libro non dice nulla al riguardo ?
Ringraziano: Omega, Pi Greco, peaceandlove

Re: Dubbi sulla pressione atmosferica. #40488

avt
peaceandlove
Cerchio
Grazie emt il libro ne parla ma non in modo dettagliato.
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Os