Tubo di Torricelli

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Stampa raffigurante Evangelista Torricelli mentre esegue il suo esperimento

Il tubo di Torricelli o barometro di Torricelli, chiamato così dal nome del suo inventore, Evangelista Torricelli (1608-1647), fu il primo strumento realizzato appositamente per misurare la pressione atmosferica.[senza fonte]

È costituito da un tubo di vetro chiuso a un'estremità riempito di mercurio, posto in una vaschetta, anch'essa contenente mercurio, in modo da creare un sistema di vasi comunicanti.
La scelta del mercurio è data dalla sua alta densità, che permette di lavorare a grandi pressioni con volumi relativamente piccoli.

L'esperimento[modifica | modifica wikitesto]

Un tubo, lungo circa 1 m, sigillato a un'estremità, viene riempito di mercurio e posto, con l'apertura verso il basso tenuta chiusa in modo che non entri aria, in una bacinella anch'essa piena di mercurio. A questo punto viene aperta l'estremità inferiore e si nota che il tubo non si svuota e che il mercurio scende solo per un certo tratto, fino a fermarsi a 760 mm circa di altezza rispetto alla superficie del mercurio contenuto nella bacinella. Nella parte superiore del tubo si è creato il vuoto.

Risultati[modifica | modifica wikitesto]

Schema del barometro di Torricelli

Torricelli misurò l'altezza che la colonna di mercurio aveva raggiunto, pari a 760 mm, e dedusse che il peso di questa colonna era antagonista a una forza, generata da quella che oggi chiamiamo pressione atmosferica. Il mercurio contenuto nel tubo non è infatti soggetto alla pressione esterna, al contrario di quello nella vaschetta. Torricelli notò che il mercurio contenuto nel tubo si abbassava fino a un certo punto. Infatti la pressione agiva solo sulla vaschetta e non nel tubo non essendovi aria dentro questo, e faceva ostacolo al mercurio nel tubo. Per ottenere il valore della pressione atmosferica in pascal sarà quindi sufficiente calcolare il valore della pressione della colonna di mercurio, di cui è nota l'altezza e la densità, applicando la legge di Stevino.

Da questo esperimento e dal suo inventore prende nome un'unità di misura della pressione, il Torr, chiamato anche "millimetro di mercurio" (mmHg dove Hg è il simbolo chimico del mercurio), in quanto indica la pressione generata da una colonna di mercurio alta 1 mm.

Viene utilizzato mercurio in quanto metallo liquido di densità notevole, tale da poter eguagliare la pressione atmosferica con una colonna alta solamente 76 cm; ripetendo lo stesso esperimento con dell'acqua, per esempio, sarebbe necessario un tubo lungo 10,33 metri ma l'esperimento fallirebbe perché l'acqua alla sommità della colonna tenderà ad evaporare per effetto della bassissima pressione creando vapor d'acqua e saturandone il vuoto. In questo caso si creerebbe un aumento di pressione che spingerebbe l'acqua contenuta nel tubo verso il basso, rendendo inattendibile il valore indicato; il mercurio invece ha una bassissima tensione di vapore a temperatura ambiente e rimane liquido.

Pochi mesi dopo, sia alcuni parenti di Torricelli che il fisico francese Blaise Pascal , confermarono il suo esperimento. Quest'ultimo ripeté le misurazioni alle pendici e sulla cima del Monte Ventoso , dimostrando come al variare della quota variava anche la pressione atmosferica esercitata sul mercurio.