La pressione idrostatica

Nel post precedente Una questione  di pressione  abbiamo iniziato a fare la conoscenza con questa forza che pervade tutto il nostro pianeta, un chilogrammo per ogni centimetro quadrato di superficie. In questo articolo  affronteremo  (ma non esclusivamente) la pressione  generata dai liquidi che prende il nome di pressione idrostatica  (dal latino liquido a riposo).

La prima cosa da notare è che  la pressione complessiva di un punto situato ad esempio alla profondità di un metro nel mare è la risultante della pressione atmosferica  sommata alla pressione idrostatica dell’equivalente superficie marina sovrastante il punto in questione.

Da qui l’assioma che postula  che in un determinato liquido che si trova  in uno stato di quiete, tutti i punti alla stessa quota sono soggetti alla  medesima pressione.

Per capire meglio immaginiamo una  piscina che a destra ha un zona bambini alta  1,5 metri ed a sinistra una zona adulta con una profondità di 3  metri. Se io che non so nuotare metto una mano nella zona bambini ad un metro di profondità ed un mio amico, nella  zona per adulti allo stesso livello, la pressione che le nostre estremità subiscono è la stessa.

Cosa diversa se io calo la mia mano di altri 50 cm nella piscina, in questo caso riceverò una  pressione maggiore di quella che subisce il mio amico che ha mantenuto la mano ad un metro di profondità. 

Se  per qualunque motivo la pressione non dovesse essere uniforme nello stesso piano orizzontale, il liquido scorrerebbe fino a ripristinare  lo stesso livello.  La stessa cosa succede nell’atmosfera, attraverso il fenomeno che chiamiamo vento che altro non è che masse d’aria che da zone di alta pressione viaggiano verso quelle di bassa pressione per ristabilire l’equilibrio pressorio infranto.

Ora immaginiamo di immergere una cannuccia in un bicchiere di coca cola, fintanto che l’estremità superiore della cannuccia rimane aperta, il liquido entrerà nella cannuccia posizionandosi allo stesso livello del liquido del   bicchiere.  Se adesso aspiriamo dalla cannuccia, rimuoviamo dell’aria, e quindi il liquido risale quel tanto che è sufficiente per ristabilire lo stesso livello di pressione  con il liquido esterno alla cannuccia stessa.

Se aspirando riducessimo la pressione nella cannuccia da 1 atmosfera a 0,99 il liquido contenuto nella cannuccia salirebbe di 10 cm (lunghezza della cannuccia permettendo, of course). Questo principio è alla base  del funzionamento del barometro, lo strumento in grado  di misurare la pressione.

Abbiamo detto nel post precedente che il primo a costruire un rudimentale barometro ad acqua fu nel 1641 Giovan Battista  Baliani, ma l’invenzione ufficiale   è attribuita ad un altro italiano Evangelista Torricelli.  Due anni dopo, nel 1643, Torricelli progettò un barometro  costituito da un tubo a fondo cieco lungo non meno di 80 centimetri, riempito di mercurio e rivoltato con il lato aperto verso il basso in una vaschetta contenente altro mercurio.

La cosa curiosa, come accade spesso nelle scoperte scientifiche, era che Torricelli stava cercando di scoprire altro, ed esattamente quanto una pompa a suzione  fosse in grado di tirare una colonna d’acqua  verso l’alto, un problema  molto importante per l’irrigazione e l’agricoltura. 

 

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