Pressione atmosferica densità liquidi respirazione

1. Pressione atmosfericadensità liquidirespirazione Opportuno schermo completo-cliccare se serve

2. Per pressione si intende la forza (peso) esercitata sulla unità di superficieP = F / S……Kg / cq Esempio Forza peso = 100 Kgsuperfice di appoggio = 5 cqPressione = 100 Kg / 5 cq = 20 Kg / cq 100 Kg 5 cq Se l’aria pesa , eserciterà la sua pressione :pressione atmosferica

4. Ma l’aria pesa ? E se pesa , qual è il suo valore ? Come si misura ?Temperatura 0°C –P 1 a.Rispondi e poi clicca Vuotare palloncino:ripesare:ridurre lamassa per equilibrare :P2=peso palloncino vuoto P1 P1 P2 P1-P2=Paria Appendere palloncino di vetro pieno d’aria al piatto della bilancia:equilibrare con masse:P1 = peso palloncino pieno d’aria

5. Operando in condizioni standard (0°C e pressione 1°) si misura circa1,3 g/litro in aria secca Ma è diverso il peso per aria umida ? Calda ? Fredda ? Rispondi e clicca La legge di Avogadro dice che volumi uguali di aeriformi nelle stesse condizioni di temperatura e pressione contengono lo stesso numero di particelle L’aria umida pesa meno dell’aria secca perché H2O che sostituisce in parteazoto e ossigeno pesa solo 18 contro 28 e 32 Stesso volume 80 Azoto 28 70 Azoto 28 10 ossigeno 32 20 ossigeno 32 10 acqua 18 Aria secca peso 2880 Aria umida peso 2460

6. Operando in condizioni standard (0°C e pressione 1°) si misura circa1,3 g/litro in aria secca Il volume iniziale con peso 2880 si dilata:un volume di aria calda pari aquello iniziale contiene meno particellee quindi pesa meno 60 Azoto 28 Se riscaldata si dilata;senzacambiare numero di particelle 15 ossigeno 32 Aria calda con peso 2160 Ma è diverso il peso per aria Calda ? Fredda ? Rispondi e clicca 80 Azoto 28 20 ossigeno 32 Aria secca peso 2880

7. Operando in condizioni standard (0°C e pressione 1°) si misura circa1,3 g/litro in aria secca 80 Azoto 28 80 Azoto 28 80 Azoto 28 20 ossigeno32 20 ossigeno32 20 ossigeno32 Ma è diverso il peso per aria Fredda ? Rispondi e clicca Un volume d’aria si raffredda, si contrae,si dimezza:non cambia numero diparticelle presenti:un volume quindiuguale a quello iniziale,ha prodotto duevolumi dimezzati,contraendosi:il volumefinale,simile a quello iniziale,contiene ildoppio di particelle:pesa il doppio 80 Azoto 28 20 ossigeno 32 Aria secca peso 2880 Aria fredda peso 5760

8. Conclusione: L’aria pesa , in funzione della sua composizione e temperaturain condizioni normali pesa 1.3 grammi/centimetro cubico Aria secca pesa più di aria umidaAria fredda pesa più di aria calda Se l‘aria pesa , eserciterà anche una pressione sulla superficie dellaterra: in generale:alta pressione ,con aria secca, freddabassa pressione , con aria umida, calda Vento da alta pressione a bassa pressione

9. P Ma come si può misurare il peso di tutta la atmosfera terrestre e quindila pressione esercitata ? Il peso si potrebbe calcolare se siconoscesse volume e densità dellaatmosfera:Peso = V*densitàma questi valori non sono noti o misurabili Si cerca di misurare il peso dellaatmosfera misurando la suapressione e moltiplicandola perla superficie totale della terra,nota Peso = pressione*Superficie Ma come si può misurare lapressione ?clicca… L’atmosfera terrestre avvolge la terra e raggiunge spessore molto variabilesull’ordine di centinaia di km e varia la sua composizione, densità ,temperatura in funzione della altitudine

10. Barometro Torricelliano e misura della pressione atmosfericaal livello del mare, 45 ° latitudine, condizioni standard… Bacinella contenente mercurio Tubo di vetro ,1 metro circa,pieno di mercurio, da inserire capovolto nella bacinella:toglieredito da foro del tubo Il mercurio entro il tubo scendee si ferma a un certo livello:76 cm dalla superficie libera Perché scende?Perché si ferma?Perché a 76 cm ?

11. Il mercurio scende per effetto della gravità, lasciando spazio vuoto sopra;se si ferma significa che qualche forza si oppone alla sua discesa, contrastando la forza di gravità;se si ferma a quella altezza significa che la forza che si oppone risescea sostenere il peso di una colonnina di mercurio calcolabile con laformula : Peso mercurio = Volume*densità =S.*H*D L’aria premendo sulla superficie liberadel mercurio nella bacinella esercitauna pressione che si trasmette nelfluido secondo legge nota (Pascal)premendo in senso opposto allacolonna di mercurio favorisce lacomparsa di un equilibrio chesostiene,ferma, la colonna di liquidosovrastante avendo lo stesso valoreNoto il peso della colonnina edividendolo per la superficie del tubosi ottiene la pressione dovuta al mercurio e quindi quella equivalentedovuta all’aria H=76 cm

12. Si trova che in condizioni normali la pressione atmosferica vale circa1 Kg /cq Se la pressione atmosferica aumenta potrà sostenereuna colonnima di mercurio più pesante:il barometrosegna innalzamento del livello;viceversa se la pressione esterna diminuisce Livello barometrico Pressione atmosferica

13. Se il liquido fosse acqua, la pressione atmosferica essendo 1 Kg /cq potrebbe far equilibrio ad una colonna piena d’acquaalta circa 10 metri peso dell’acqua = 1 Kg presente in 1 litro ,cioè 1000 ccquindi una colonna con base 1cq * 1000 cm di altezza(10 m) Questo permette all’acqua , per il principio dei vasi comunicanti,di portarsi allo stesso livello nei diversi rami e di salire fino a circa10 metri di altezza lungo le tubature in particolari situazioni…

14. Principio di Archimede applicato alla spinta dell’aria sui corpi immersi Sferetta massiccia e sferetta di vetro più grande in equilibriose presente aria Tolta l’aria, scompare la spinta Togliendo l’aria non esiste più equilibrio:si nota che la sferetta grande pesapiù della piccola:effetto della maggior spinta dell’aria sul volume granderispetto a quello piccolo:si può calcolare riequilibrando con masse su piccola

15. Esempi collegati alla azione della pressione atmosferica Recipiente con aria a pressione normale,chiuso da una pellicola membranosa:se si toglie l’aria la pellicola puòscoppiare :perché ? L’aria contenuta nel recipiente ha la stessa pressione di quellaesterna:le due pressioni si equilibrano e la membrana si comportacome se non esistessero:estraendo l’aria viene meno la pressioneinterna e la membrana può cedere alla pressione esterna Esempio:se area 50 cq il peso totale sostenuto corrisponde a1 Kg /cq * 50 cq = 50 Kg

16. Due semisfere unite e private dell’aria area totale 2 mq …20000 cq non si lasciano separare se non con grande sforzo:perché ? Perché la forza da applicare corrisponde al peso dell’aria esercitato sulla sferanon bilanciato dalla pressione interna:20000 cq*1 Kg(cq = 20000 Kg

17. Palloncino floscio con poca aria in contenitore con aria a pressione normale:estraendo l’aria dal contenitore la pressionedell’aria presente nel palloncino permette la sua espansioneintroducendo aria il palloncino si ricomprime

18. Forza ascensionale Se un corpo ha un volume che permette di spostare una quantitàdi aria il cui peso supera il peso totale del corpo è possibile unsollevamento finchè la spinta ,che va diminuendo per la diminuzionedi pressione con l’altezza,eguaglia il peso del corpo:liberandozavorra si può proseguire ancora l’ascensione, riducendoil volume del pallone si può scendere di quota

19. Perché in montagna l’acqua bolle a temperatura inferiore a 100°Ce la diminuzione aumenta con la quota ? Perché si è verificato che la temperatura di ebollizione di un liquidocorrisponde a quella temperatura alla quale la tensione di vaporedel liquido è uguale alla pressione esercitata dall’esterno:quindi sela pressione esterna diminuisce (con la quota) anche la tensione di vaporenecessaria sarà diminuita e quindi la temperatura per ottenerla (vedi anche ebollizione sotto vuoto…) A 100 °C A 90 °C temperatura altezza

20. Recipiente con acqua a 30 °C sotto campana di vetro non bollema estraendo l’aria con pompa , il liquido a 30°C inizia la ebollizioneperché alla bassa pressione residua sotto la campana deve corrispondere solo una bassa tensione di vapore per attivare laebollizione:e questo esige solo una bassa temperatura, anche solo 30°Ccome nel nostro esempio Non bolle Bolle a 30°C

21. Perché essendo avvolti dalla atmosfera la pressione siesercita in tutte le direzioni e si neutralizza come effettoglobale Perché non si resta oppressi dal peso dell’atmosfera che premesul nostro corpo ?rispondi e clicccaIn media superficie corporea = 2 metri quadrati = 20.000 cqPeso = 1 Kg/cq * 20.000 cq = 20.000 Kg = 200 quintali…

22. Durante la respirazione polmonare si alterna la fase di inspirazionee quella di espirazione:nella inspirazione si crea un ampliamentodel volume alveolare e quindi una depressione che richiama ariadall’ambiente esterno con pressione normale di una atmosfera;durante la espirazione il volume alveolare viene ridotto mediantela contrazione e l’aria quindi aumenta la pressione e viene emessanell’ambiente esterno

23. Vasi comunicanti 1 : acqua si porta allo stesso livello nei due rami Sulla superficie di separazione agiscono due pressioni uguali e opposteuna Pa dovuta alla colonnina di acqua e l’altra Px dovuta alla colonninadel liquido di densità ignota :misurando i due volumI (scala graduata neitubicini) si può calcolare la densità del liquido ignoto:Va*Da = Vx*DxDx = Va*Da/Vx = Va*1/Vx…1/4 = 0.25essendo Va =Sa*Ha e Vx = Sx*Hx e anche Sa=Sx otteniamoDx = Sa*Ha*Da /Sx*Hx = 1/4 = 0.25….densità=rapporto tra altezze Pa Px acqua benzolo Liquidi non miscibili 1 4 Superficie soggetta a pressioni opposte ma in equilibrio Vasi comunicanti 2: dislivello tra liquido nei due rami

24. Misura di densità per liquidi miscibili :es.acqua e alcol Mettere per breve tempo,in comunicazione la pompa con i due tubicini immersi in vaschette con due liquidi (es.acqua-alcol)I livelli variano e alla fine risultano tra lorodiversi,sempre in equilibrio con la pressioneatmosferica uguale per entrambi:come calcolare la densità dell’alcol conoscendoquella dell’acqua ?rispondi e clicca Pompa aspirante aria Per effetto della aspirazione la pressioneatmosferica deve essere equilibrata dallapressione delle colonne di liquido che sisono formate:Pacqua=Palcol=PariaPac=S*Hac*DacPal =S*Hal*DalDal=Hac*Dac/Hal >>> Dal = Hac/Hal Hal Hac Pressione atmosferica uguale liquidi allo stesso livello