quanta scienza in una siringa

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Quanta scienza in ….
una siringa?
Classe: 3^A
(sede Colombo)
Anno scolastico: 2002/2003
Insegnante: Matilde Fiameni
Cosa c’è dentro la siringa?
Abbiamo preso una siringa la
prof. ci ha detto di tirare lo
stantuffo verso l’esterno e
ci ha chiesto: “cosa c’è
dentro la siringa?”
Nessuno di noi ha avuto dubbi: l’aria
Abbiamo preso una bacinella
d’acqua, tirato lo stantuffo
della siringa, inserito la siringa
in acqua e spinto piano piano lo
stantuffo: abbiamo visto le
bolle d’aria
L’aria è dappertutto, anche se è invisibile
Cosa c’è dentro la siringa?
Abbiamo preso una siringa e tolto lo
stantuffo,
abbiamo
inserito
un
pezzetto di carta all’interno della
siringa, chiuso il forellino e immerso la
siringa in acqua. Noi pensavamo che
l’acqua sarebbe entrata nella siringa e
bagnato il pezzetto di carta, ma non è
stato così: dentro la siringa c’è l’aria e
quindi l’acqua non può entrare;
se invece togliamo il dito dal foro
superiore l’aria può uscire dal foro
superiore e l’acqua entrare nella siringa
e bagnare il pezzetto di carta
L’aria occupa un spazio e dove c’è aria non può
starci altra materia
L’aria si può schiacciare?
Se tiriamo lo stantuffo della siringa,
l’aria entra nella siringa
Se tappiamo ora con un dito il foro della
siringa e spingiamo lo stantuffo verso
l’interno, cosa succede?
Tutta la classe era sicura che lo stantuffo sarebbe entrato totalmente nella
siringa ma….
... abbiamo notato che lo
stantuffo non entrava
totalmente all’interno della
siringa…
…anche se
facevamo tanta
pressione da farci
quasi male.
L’aria è comprimibile ma fino ad un certo punto,
riusciamo a diminuire facilmente il suo volume ma non
ridurlo a zero
Schiacciamo l’aria
Quando noi spingiamo lo stantuffo,
tenendo ben tappato il foro della
siringa l’aria viene compressa e ci
siamo accorti che dobbiamo
premere sullo stantuffo per
tenerlo in quella posizione.
Sentiamo che l’aria man mano che
viene compressa spinge sempre di
più contro lo stantuffo.
Appena lasciamo lo stantuffo succede che ritorna
di scatto nella posizione iniziale come una molla.
L’aria è elastica, può essere compressa o dilatata, cioè
noi possiamo diminuire o aumentare il suo volume:
l’aria compressa “preme” di più di quella “normale”.
La pressione atmosferica
Se tappiamo il foro della siringa e poi tirammo lo stantuffo, cosa c’è dentro?
Tutta la classe era d’accordo che dentro non c’è niente; in realtà un po’ di aria c’è,
è quella rimasta nel tubicino della siringa, con il foro piccolo.
Se chiudiamo il foro della siringa
e tiriamo lo stantuffo, poi lo
lasciamo andare...
… notiamo che lo stantuffo
ritorna indietro velocemente,
a volte così violentemente da
farci male al dito.
Noi siamo circondati dall’aria, che esercita una pressione su tutti i
corpi; all’interno della siringa la pressione è minore ( si è creata
una depressione). L’aria esterna quindi preme sullo stantuffo e lo
riporta nella posizione iniziale
Dove va l’aria?
Abbiamo notato che occorre fare
forza per tirare lo stantuffo che
Mentre se tiriamo ancora di più fino a
fare uscire lo stantuffo, notiamo che
si sente un botto, come quando si apre
un barattolo sottovuoto .
Abbiamo allora pensato che questo è dovuto all’aria esterna che
entra velocemente nella siringa perché l’aria fuori preme contro
lo stantuffo.
L’aria si muove dai posti dove la pressione è maggiore
verso quelli dove la pressione è minore
Quanto preme l’aria?
Ci siamo chiesti quanto misura la pressione atmosferica
Abbiamo agganciato ad una siringa
una molla e e a questa una
bottiglia, abbiamo messo un po’
d’acqua nella bottiglia e abbiamo
visto che alzando la siringa lo
stantuffo si abbassava, la molla
era lunga circa 14 cm
Abbiamo rifatto l’esperienza
tappando il foro della
siringa: ci sono voluti circa
1,5 litri d’acqua per far
abbassare lo stantuffo, la
molla era lunga 45 cm
La pressione atmosferica agisce sulla base dello
stantuffo……
La misura della pressione atmosferica
La base dello stantuffo è un cerchio che ha il raggio
di 0.7 cm e quindi la sua superficie misura 1,5 cm2,
poiché ci vogliono circa 1,5 litri di acqua per far
abbassare lo stantuffo, ed essendo il peso specifico
dell’acqua di 1 Kg/cm3, significa che per far
abbassare lo stantuffo occorre una forza di 1,5 kgp.
Quindi essendo la pressione atmosferica uguale al
rapporto fra peso e superficie abbiamo calcolato il
valore della pressione atmosferica
La pressione atmosferica è circa:
P = 1 Kgp/cm2
E l’acqua si può comprimere?
Ci siamo chiesti: “l’acqua come
si comporta?” Alcuni di noi
erano convinti che anche
l’acqua era comprimibile,
abbiamo allora riempito la
siringa di acqua e…
… abbiamo notato che l’acqua non si può schiacciare.
L’acqua non è comprimibile, il suo volume
non si può variare
Perché l’ acqua non cade?
Un nostro compagno ha notato che
mettendo in verticale la siringa
l’acqua non cade e sul foro si forma
una goccia.
Se però estraiamo lo
stantuffo
dalla
siringa l’acqua cade
velocemente.
La pressione atmosferica agisce in tutti le direzioni, anche dal
basso verso l’alto, se teniamo la siringa tappata riesce a “vincere”
il peso dell’acqua, se invece la stappiamo l’aria preme anche
dall’alto e quindi l’acqua cade
La tensione superficiale
L’acqua non cade e sul foro della
siringa si forma una goccia
Tra le molecole dell’acqua ci sono le forze di
coesione