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Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! www.setti.it.

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Presentazione sul tema: "Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! www.setti.it."— Transcript della presentazione:

1 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto!

2 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Cosè il fuoco? Nel linguaggio comune chiamiamo fuoco il manifestarsi visibile di una combustione; la combustione è una reazione chimica, ossia un fenomeno in cui alcune sostanze si combinano con altre, ed il risultato di questa combinazione – incontro di sostanze è la trasformazione di esse in sostanze nuove, con rilascio di energia. Nel caso di un falò di legna, la legna incontra lossigeno dellaria: un po di ossigeno si consuma, un po di legna si consuma ed insieme si trasformano in sostanze diverse (cenere e fumi), rilasciando energia sotto forma di calore e luce. Nel caso del motore di unautomobile, la benzina incontra lossigeno dellaria: un po di ossigeno si consuma, un po di benzina si consuma ed insieme si trasformano in sostanze diverse (fumi), rilasciando energia sotto forma di calore e lavoro meccanico (il motore muove lautomobile).

3 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Per ottenere il fuoco occorrono tre… ingredienti: COMBUSTIBILE (nellesempio del falò, la legna) INNESCO (nellesempio del falò, il fiammifero o laccendino che ha acceso inizialmente il fuoco) COMBURENTE (nellesempio del falò, lossigeno dellaria) ESPERIMENTO Al laboratorio col botto mostriamo come una candela accesa, posta sotto un bicchiere rovesciato, si spegne a seguito del consumo del comburente (ossigeno sotto il bicchiere)

4 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto!

5 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Dal fuoco al botto Leffetto pirotecnico più semplice è il botto. Effetti più complicati, derivanti dal botto, sono i fuochi dartificio ad apertura colorata che tutti conoscete. Vediamo come funziona un botto! ESPERIMENTO Al laboratorio col botto facciamo esplodere un vero… botto! Naturalmente si tratta di un piccolo effetto dimostrativo da Capodanno e lesperimento viene condotto in piena sicurezza dai nostri tecnici.

6 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Come siamo passati dal fuoco della candela, al botto? COMBUSTIBILE: allinterno del tubetto di cartone che costituisce il petardo cera polvere di alluminio; può sembrare strano ma… i metalli, che solitamente vediamo impiegati come materiali per la costruzione di oggetti vari, sono anche ottimi combustibili se ridotti in polvere. INNESCO la classica miccia del botto, che ha acceso il nostro operatore COMBURENTE… qui cè il segreto del botto! Sveliamolo alla prossima slide! Nellesperimento del botto possiamo riconoscere la presenza dei tre ingredienti del fuoco

7 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! COMBURENTE… qui cè il segreto del botto: sveliamolo ora! Dentro il petardo cè pochissima aria, ancora meno rispetto alla poca aria che si trovava sotto il bicchiere nellesperimento della candela… quindi non cè ossigeno sufficiente a sostenere una combustione. Come ha fatto dunque lalluminio a bruciare allinterno del petardo? …ecco il trucco! Al combustibile è miscelato un comburente solido, il perclorato di potassio, capace di fornire quellossigeno che la poca aria non potrebbe dare. In questo modo lalluminio può bruciare molto velocemente allinterno di un piccolo spazio chiuso: il cilindretto di cartone tappato che costituisce il piccolo botto di Capodanno!

8 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Ok, abbiamo capito la combustione allinterno del botto… ma… come si produce leffetto sonoro? Il petardo è simile a una bottiglia di spumante: ha il tappo e lesplosione lha fatto saltare. …un piccolo volume di solido (circa una punta di cucchiaino di solidi in polvere, perclorato di potassio e alluminio), in un tempo brevissimo sè trasformato in un grande volume di gas, espellendo il tappo del petardo e generando unonda sonora in aria… …chi assiste allesperimento è immerso nellaria e quindi è investito dallonda sonora, che si muove a circa 350 metri al secondo. Ciò significa che il botto, rispetto alla luce che viaggia a velocità molto superiore, arriva in ritardo rispetto al lampo. Immaginate uno spettacolo di fuochi dartificio a 350 metri da noi: ogni botto arriverà, rispetto al lampo dellesplosione, con circa un secondo di ritardo alle nostre orecchie! …questo fenomeno devessere tenuto in considerazione dal progettista di spettacoli piromusicali, nei quali i fuochi dartificio sono sincronizzati con la musica.

9 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto!

10 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! ESPERIMENTO BANG! …foriamo un palloncino gonfio daria Anche questo è un botto…. Ma perché non è un fuoco dartificio?

11 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Un vero fuoco dartificio è… di fuoco! …E nellesperimento del palloncino il fuoco è mancato! Analizziamo le differenze tra il botto del petardo e il botto del palloncino: Nellesplosione del petardo abbiamo assistito ad una reazione chimica: alcune sostanze si sono combinate tra loro e, facendolo, si sono consumate, originandone altre. Cioè: la polvere deffetto si è trasformata in prodotti gassosi, ossidi, ecc… …Nel caso del palloncino, laria in esso contenuta è scappata fuori molto rapidamente, ma durante levento… è restata tal quale: prima dello scoppio era aria racchiusa nel palloncino, dopo lo scoppio è rimasta aria, disperdendosi nellambiente. Non cè stata pertanto una reazione chimica.

12 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Dal botto alla propulsione I fuochi artificiali sono affascinanti perché, oltre a produrre botti, salgono alti nel cielo, oppure producono fontane di scintille colorate che si sollevano dal suolo, o ancora creano effetti dinamici come girandole di fuoco. Come si possono ottenere questi effetti meccanici a partire dal fuoco? Un tecnico Setti Fireworks illustra il funzionamento di una bomba pirotecnica per uso professionale, utilizzando veri mortai pirotecnici e… bombe pirotecniche uguali alle originali per forma e dimensioni, ma realizzate con materiali inerti per la sicurezza di tutti! ESPERIMENTO Abbiamo visto nel precedente esperimento che una combustione velocissima trasforma in brevissimo tempo un piccolo volume di solido in un grande volume di gas, e che ciò ha permesso di stappare il petardo e produrre il classico botto. Immaginate di applicare il concetto al lancio di un oggetto più pesante del tappo ed il gioco è fatto!

13 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto!

14 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! La polvere da sparo Il più antico esplosivo prodotto dalluomo è la polvere nera che si compone dei soliti ingredienti: combustibile e comburente; linnesco si ha quando la si vuole accendere. Si prova ad accendere il nitrato di potassio e si nota che non prende fuoco. Si prova ad accendere la polvere di carbone e si nota una grande difficoltà ad accenderla. Si prova ad accendere lo zolfo: si accende con difficoltà e quando acceso brucia lentissimamente. Se però si mescolano zolfo e carbone, e ad essi si aggiunge un po di nitrato di potassio, allaccensione si ottiene una fiamma viva: il nitrato di potassio, surriscaldato, dona una grande quantità di ossigeno allambiente di reazione. Lesperimento, pur non producendo polvere nera (le proporzioni dei componenti non sono esatte e manca il processo di intima miscelazione), rende comunque lidea di ciò che avviene nelle comuni miscele pirotecniche, da essa derivate. ESPERIMENTO Nella polvere nera abbiamo per COMBUSTIBILI lo zolfo e il carbone di legna, per COMBURENTE il nitrato di potassio.

15 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! I colori nei fuochi dartificio I moderni fuochi artificiali possono colorare il cielo sia di giorno che di notte. Di giorno, mediante effetti fumogeni colorati; di notte, mediante fiamme ed altri effetti di fuoco a luce colorata. La fisica del colore di giorno (fumogeno) è completamente diversa dalla fisica del colore di notte (elementi a fiamma colorata o simili). I fuochi artificiali più noti sono quelli notturni, pertanto ci occuperemo solamente del colore notturno, ovvero delle miscele che emettono luce colorata o bianca.

16 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! La luce è una radiazione elettromagnetica, così come le onde radio che permettono le comunicazioni radiofoniche, le microonde utilizzate per scaldare i cibi, la radiazione infrarossa che ci fa avvertire a distanza il calore di un oggetto rovente, ecc... Il nostro occhio è una sorta di antenna, capace di captare soltanto alcune onde elettromagnetiche tra le molte che conosciamo: quelle onde sono il fenomeno che comunemente chiamiamo luce, le restanti onde ci sono, ma non le vediamo coi nostri occhi. L identikit di unonda elettromagnetica è la sua frequenza, oppure la sua lunghezza. Londa elettromagnetica più lunga che il nostro occhio vede corrisponde alla luce rossa, la più corta al violetto.Tra il rosso e il violetto ci sono i colori dellarcobaleno. Somministrando energia a talune sostanze, esse la restituiscono emettendo luce a lunghezze donda molto precise, ossia emettendo luce colorata. Ad esempio riscaldando sul fornello di casa un notissimo composto del sodio, il sale da cucina o cloruro di sodio, si nota che la fiamma assume una colorazione gialla.

17 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Ecco alcuni esempi di composti utilizzati per ottenere fuochi colorati: Sali dello stronzio: rosso; Sali del bario: verde; Sali del sodio: giallo; Metalli come il magnesio e lalluminio, oppure la lega magnesio + alluminio, bruciano emettendo luce bianca abbagliante. E possibile sfruttare le caratteristiche coloranti e quelle di poter bruciare, o di poter fornire ossigeno, di molti composti. Per esempio una miscela di magnesio (combustibile) e nitrato di sodio (comburente) nelle giuste proporzioni, dà una fiamma gialla luminosissima: il giallo è dato dal sodio, la grande luminosità dal magnesio. ESPERIMENTO Si compiono esperimenti di chimica utilizzando composti che colorano le fiamme, combustibili e comburenti.

18 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! …Come si accendono i fuochi? I moderni spettacoli pirotecnici sono accesi elettricamente e gestiti elettronicamente: ciò unisce una maggior sicurezza per gli operatori alla possibilità di realizzare coreografie irrealizzabili mediante laccensione manuale. ESPERIMENTO Il pubblico tocca con mano alcuni moduli del sistema di accensione in remoto in uso presso Setti Fireworks e con esso spara alcuni palloncini.

19 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! Laccensione dei fuochi mediante elettricità si basa su semplici princìpi di elettrotecnica La corrente elettrica è paragonabile allacqua che scorre in un tubo: se il tubo pesca da un catino posto in posizione sopraelevata rispetto allo sbocco del tubo, nel tubo fluisce lacqua, dallalto verso il basso. Similmente, se tra le due polarità di un circuito cè una differenza di potenziale che si misura in Volts (analoga alla differenza di quota tra il catino e lo sbocco del tubo), nel circuito si ha un passaggio di corrente, la cui intensità si misura in Ampères. Esistono dei componenti, detti resistenze elettriche, che al passaggio della corrente si scaldano grandemente: esse sono quindi utilizzabili come innesco per accendere un fuoco. Un classico esempio di resistenza elettrica è quello della stufa elettrica; laccenditore elettrico è una resistenza ricoperta di materiale pirotecnico la quale ha la capacità di arroventarsi in un tempo brevissimo al passaggio di una corrente di intensità adeguata. Ciò permette accensioni molto precise, che consentono di sincronizzare i fuochi con la musica: lo spettacolo piromusicale è ideato a tavolino, i dati vengono caricati su apposite macchine ed esse, durante lo spettacolo, provvedono ad inviare la musica ad un impianto stereofonico e contemporaneamente eseguono in automatico le accensioni, così come da progetto.

20 Festival della Scienza 2011 – Un laboratorio… col botto! …ed ora… dalla teoria alla pratica: sul maxi schermo proponiamo un assaggio di nostri spettacoli piromusicali… …nel frattempo, i nostri tecnici rispondono alle domande del Pubblico… …e, giunti alla conclusione del laboratorio col botto… …diamo appuntamento a tutti gli appassionati al nostro fornitissimo negozio di fuochi dartificio di Genova, Via Camaldoli 21, per un Capodanno allinsegna del divertimento responsabile... …ed invitiamo il Pubblico a seguirci nei grandi eventi pirotecnici della prossima stagione! Unultima curiosità: le fotografie di questa presentazione sono tratte dagli ultimi spettacoli che Setti Fireworks ha realizzato al Porto di Genova: lUndicesimo International Ship Broker Dinner e il Cinquantunesimo Salone Internazionale della Nautica, rispettivamente il 16 settembre e il primo ottobre 2011.


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