Dispensa n.7 - la pressione atmosferica

In questa lezione cominceremo a parlare della pressione atmosferica.

Abbiamo già visto, nel corso delle precedenti lezioni, una serie di riferimenti alla pressione atmosferica.

Ricordate quando abbiamo detto che la pressione diminuisce con la quota, oppure delle differenze di pressione che si innescano a causa del diverso riscaldamento delle superfici terrestri?

In questa lezione entreremo nel dettaglio, giacché la pressione atmosferica rappresenta il parametro più importante ai fini della previsione del tempo.

La misura della pressione esercitata dall’aria è una conquista degli ultimi secoli. Gli antichi non possedevano questo concetto: i Greci non l'avevano, i Romani non l'avevano, e nemmeno i Cinesi, che pure si sa conoscessero molte cose.

Fu un italiano a farne la scoperta, Torricelli.

Egli valutò la pressione che l'aria esercitava, attraverso un elemento che trovò essere sensibile a tale peso. Acquisì pertanto il concetto che l'aria che respiriamo esercitava altresì un peso come tutti gli altri corpi soggetti all’attrazione gravitazionale della Terra.

Come fu fatto questo esperimento?

Torricelli riempì di mercurio (Hg) una bacinella, prese poi un tubicino di vetro e lo riempì anch'esso di mercurio. Quindi capovolse il tubicino nella bacinella avendo cura di non farvi entrare dell'aria.

Cosa poté osservare? Che il tubo non si svuotò completamente del mercurio contenuto, ma anzi in gran parte il mercurio continuava a permanere nel tubo stesso nonostante lo avesse capovolto. Nella parte superiore del tubo, lasciata libera da quella parte di mercurio che si era riversata nella bacinella, non essendoci aria (era stato attento a non farla entrare, quando aveva capovolto il tubo nella bacinella), Torricelli immaginò che vi fosse il vuoto, in seguito definito vuoto torricelliano. In realtà, non si era creato un vuoto assoluto, poiché in quello spazio vi erano i vapori di mercurio che, anche se in piccola parte, pure si formano.

Per ottenere il vuoto assoluto, bisognerebbe poter aspirare da un contenitore tutti gli atomi contenuti, cosa che neanche i più potenti apparati, oggi, riescono a realizzare. Comunque faccia, vi sarà sempre qualche atomo che vaga in quel vuoto. L'unico vuoto presente in natura è quello che troviamo nell'universo, e precisamente in quelle regioni in cui la quantità di atomi presenti è così bassa, che tra un atomo e l'altro intercorre un certa distanza (in questi luoghi dell'universo, infatti, la possibilità che due atomi siano in rotta di collisione è praticamente pari a zero).

Questo esperimento cosa dimostrò?

Dimostrò che l'aria esercitava una pressione sulla superficie libera del mercurio contenuto nella bacinella tale da compensare il peso del mercurio nella colonnina. Era il peso dell'aria ad impedire alla colonnina di svuotarsi completamente.

In definitiva, Torricelli non aveva fatto altro che inventare una bilancia per pesare l'aria: su un piatto c'era l'aria col suo peso, sull'altro piatto c'era il mercurio nella colonnina.

Pertanto, la pressione atmosferica era pari al peso esercitato da 760 mm di mercurio.

A questo punto possiamo aggiungere che 760 mm di mercurio rappresentano un valore medio, poiché altri fattori contribuiscono a variare questo valore. Innanzitutto bisogna dire che tale misurazione è riferita al livello del mare, poichè come oramai ben sappiamo, la pressione diminuisce rapidamente con la quota. Anche la temperatura contribuisce a modificare il valore reale, dato che il mercurio può dilatarsi o restringersi a seconda della temperatura dell'aria. Inoltre, la pressione, al livello del mare, può subire delle variazioni da luogo a luogo, (variazioni locali), fondamentali per le previsioni del tempo, in quanto connesse alle aree di alta e bassa pressione.

Quindi, quando parliamo di pressione pari a 760 mm di mercurio, intendiamo sempre riferirci a condizioni medie, al livello del mare, con una temperatura di 0 gradi centigradi.

760 mm di mercurio corrispondono a 1013,25 ettopascal (hPa) o mb (millibar), oppure ad 1 atmosfera (atm).

Nella prossima dispensa, sulla base di questi concetti, tenteremo una prima applicazione di quanto appreso, nel campo delle previsioni meteorologiche.

Approfondimenti:

Questionari:

(rev.01/2001)

Questa pagina è stata realizzata da Vittorio Villasmunta

v_villas@libero.it

Copyright ©1999,2001 - SoloBari Corp.