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Il peso dell'aria - Riuscire a misurare il peso dell'aria e di altri gas

fisica




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Titolo: Il peso dell'aria.

Scopo: Riuscire a  misurare il peso dell'aria e di altri gas.

Strumenti: Una bilancia a due piatti; una bilancia elettronica; due sacchetti; due morsetti; dell'acqua; dei pesetti; una campana di vetro; una pompa per aspirare l'aria; un'ampolla di vetro di capacità un litro con un tappo; idrogeno.

Procedimento: Per misurare l'aria dapprima è stato provato a porre su ciascun piatto della bilancia un sacchetto e poi riempirne uno d'aria e chiuderlo ma, mettendolo sul piatto, la bilancia resta in equilibrio come prima.

Come seconda prova è stata tolta l'aria da una campana di vetro con dentro una bilancia a due piatti dove su un piatto c'è un sacchetto vuoto e sull'altro uno pieno d'aria. Più dentro alla campana l'aria è rarefatta più il piatto con il sacchetto pieno d'aria si abbassa. Ad un certo punto però il sacchetto pieno d'aria scoppia impedendoci di misurare il peso dell'aria.




Riproviamo l'esperimento di prima con un'ampolla sigillata con un tappo mentre sull'altro sono stati messi dei pesetti pari al peso dell'ampolla senza aria. Togliendo l'aria dalla campana si vede che il piatto con l'ampolla si abbassa. Quindi l'aria ha peso ma così non è possibile misurarlo perché il vetro impedisce di introdurre pesetti senza far entrare l'aria. Per misurarlo ci sono due possibilità:

Togliere l'aria dall'ampolla e misurare  di quanto si abbassa il piatto dei pesi pari al peso dell'ampolla senza aria;

Togliere l'aria dall'ampolla e mettere questa su un piatto della bilancia. Poi mettere dei pesetti sull'altro piatto fino ad ottenere l'equilibrio. Quindi stappare l'ampolla facendola riempire d'aria e ritapparla, porla sul piatto e aggiungere dei pesetti sull'altro per ottenere nuovamente l'equilibrio. In questo caso sono stati aggiunti nell'ordine 0,1 g; 0,2 g; 0,5 g. fino ad ottenere l'equilibrio dei bracci aggiungendo 1,2 g.

Quindi, dato che la capacità dell'ampolla è di un litro, un litro d'aria è uguale a 1,2g (ad una temperatura di 20 oC) mentre un metro cubo d'aria è uguale a 1,2 Kg.

È possibile anche misurare altri gas: per esempio l'idrogeno.

Un palloncino pieno d'idrogeno sale poiché la sua densità è minore di quella dell'aria. Per misurarne il peso si toglie l'aria da un'ampolla; si riempie poi un sacchetto con dell'idrogeno e, tramite un cavo, si fa entrare questo all'interno dell'ampolla vuota. Questa si appoggia su una bilancia elettronica, più precisa di quella a due bracci, che è stata messa dentro ad una campana svuotata dell'aria. Pesandola e sottraendo al risultato il peso dell'ampolla vuota, otteniamo il peso di un litro di idrogeno: 0,08 g.

Conclusioni e commenti: Nel primo esperimento non abbiamo potuto misurare il peso dell'aria perché questa era presente, oltre che nel sacchetto, anche al di fuori. Allo stesso modo abbiamo provato senza successo a pesare un sacchetto pieno d'acqua su una bilancia a due bracci immersa nell'acqua. Anche in questo caso sembra che l'acqua non abbia peso.

È per questo che noi non sentiamo il peso dell'aria, anche se è notevole vista la quantità che ci sovrasta, perché anche noi siamo "immersi" nell'aria.






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