La pressione

Un arcobaleno di domande

I miei studenti non sono convinti che la pressione dentro l'aula sia uguale alla pressione atmosferica esterna. Per loro essendoci il soffitto la colonna d'aria si ferma al soffitto ed è quindi molto più bassa di quella sopra un qualsiasi punto all'aperto: dunque dentro all'aula ci deve essere meno pressione per la legge di Stevino. Se la finestra è aperta accettano che la pressione sia quella atmosferica per la legge di Pascal. Così come non capiscono perchè con l'ebollizione con il coperchio o senza il coperchio la pressione di vapor saturo sia sempre uguale a quella atmosferica (come sta scritto nell'Amaldi della Zanichelli) perchè con il coperchio sulla pentola per loro c'è meno pressione che senza in quanto il coperchio neutralizzerebbe la pressione della colonna d'aria sopra il coperchio. Io ho risposto che devono guardare l'aspetto microscopico dell'aria per cui la pressione è data dagli urti contro le pareti del recipiente (che può essere anche la superficie dell'acqua) p=2NKmedia/3V dove N/V è la concentrazione di molecole, che è la stessa sia con coperchio sulla pentola che senza coperchio, sia per l'aria nella stanza chiusa che per l'aria aperta...in quanto a Stevino, mi sembra che la densità dell'aria decresca con legge esponenziale con l'altezza per cui il loro discorso non vale...è corretta la mia risposta? Grazie

 

maria rosa fontolan
11 marzo 2010
Dentro l'aula c'è comunque la pressione atmosferica perché per eliminarla occorrerebbe sigillare tutte le possibili aperture o fessure e poi evacuare il locale con una pompa da vuoto. In tal caso, tuttavia, l'aula verrebbe immancabilmente spiaccicata perché il suo soffitto si troverebbe soggetto a un peso di 1 kg/cm2, cioè 1000 tonnellate, supponendo che l'aula abbia una superficie di 100 m2! E le pareti imploderebbero per la stessa ragione. Se la pressione interna agli edifici fosse anche di poco inferiore a quella esterna, la loro costruzione diverrebbe un compito assai più impegnativo. Quanto al secondo problema, la pressione di vapor saturo è per definizione quella che corrisponde alla pressione atmosferica, condizione per l'avvio del bollore. Infatti, se si cuoce la pastasciutta in cima al monte Bianco, dove la pressione scende al 53% di quella al livello del mare, per la legge di Clausius-Clapeyron l'ebollizione inizia parecchi gradi sotto i 100 °C e la pasta viene scotta. Quanto alla presenza del coperchio, vale un discorso parallelo a quello dell'aula: se esso non è sigillato non altera la pressione del gas sopra il liquido. Viceversa, se lo si sigilla, come nelle pentole per la cottura a pressione, il vapor saturo può salire a pressioni più alte e con esso anche la temperatura di ebollizione, accelerando la cottura. Effetto opposto a quello del monte Bianco. La sua ultima frase circa la decrescita esponenziale con la quota è giusta (se si suppone la temperatura costante in verticale), ma non mi sembra che si correli alla problematica.

Andrea Frova Dipartimento di Fisica, Università di Roma "La Sapienza"
Keywords: termodinamica, fisica

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