Pressione atmosferica densità liquidi respirazione

Presentazione sul tema: "Pressione atmosferica densità liquidi respirazione"— Transcript della presentazione:

1 Pressione atmosferica densità liquidi respirazione
Opportuno schermo completo-cliccare se serve

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

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4 Ma l’aria pesa. E se pesa , qual è il suo valore. Come si misura
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 la massa per equilibrare :P2=peso palloncino vuoto P1 P1 P1-P2=Paria P2 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 circa 1,3 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 parte azoto 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 circa 1,3 g/litro in aria secca
Ma è diverso il peso per aria Calda ? Fredda ? Rispondi e clicca 60 Azoto 28 15 ossigeno 32 Se riscaldata si dilata;senza cambiare numero di particelle Aria calda con peso 2160 Il volume iniziale con peso 2880 si dilata:un volume di aria calda pari a quello iniziale contiene meno particelle e quindi pesa meno 80 Azoto 28 20 ossigeno 32 Aria secca peso 2880

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

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

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

10 Barometro Torricelliano e misura della pressione atmosferica al livello del mare, 45 ° latitudine, condizioni standard… Bacinella contenente mercurio Tubo di vetro ,1 metro circa,pieno di mercurio, da inserire capovolto nella bacinella:togliere dito da foro del tubo Il mercurio entro il tubo scende e 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 risesce a sostenere il peso di una colonnina di mercurio calcolabile con la formula : Peso mercurio = Volume*densità =S.*H*D L’aria premendo sulla superficie libera del mercurio nella bacinella esercita una pressione che si trasmette nel fluido secondo legge nota (Pascal) premendo in senso opposto alla colonna di mercurio favorisce la comparsa di un equilibrio che sostiene,ferma, la colonna di liquido sovrastante avendo lo stesso valore Noto il peso della colonnina e dividendolo per la superficie del tubo si ottiene la pressione dovuta al mercurio e quindi quella equivalente dovuta all’aria H=76 cm

12 Si trova che in condizioni normali la pressione atmosferica vale circa 1 Kg /cq
Se la pressione atmosferica aumenta potrà sostenere una colonnima di mercurio più pesante :il barometro segna 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’acqua alta circa 10 metri peso dell’acqua = 1 Kg presente in 1 litro ,cioè 1000 cc quindi 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 circa 10 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 equilibrio se presente aria Tolta l’aria, scompare la spinta Togliendo l’aria non esiste più equilibrio:si nota che la sferetta grande pesa più della piccola:effetto della maggior spinta dell’aria sul volume grande rispetto 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 può scoppiare :perché ? L’aria contenuta nel recipiente ha la stessa pressione di quella esterna:le due pressioni si equilibrano e la membrana si comporta come se non esistessero:estraendo l’aria viene meno la pressione interna e la membrana può cedere alla pressione esterna Esempio:se area 50 cq il peso totale sostenuto corrisponde a 1 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 sfera non bilanciato dalla pressione interna:20000 cq*1 Kg(cq = Kg

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

18 Se un corpo ha un volume che permette di spostare una quantità di aria il cui peso supera il peso totale del corpo è possibile un sollevamento finchè la spinta ,che va diminuendo per la diminuzione di pressione con l’altezza,eguaglia il peso del corpo:liberando zavorra si può proseguire ancora l’ascensione, riducendo il volume del pallone si può scendere di quota Forza ascensionale

19 (vedi anche ebollizione sotto vuoto…)
Perché in montagna l’acqua bolle a temperatura inferiore a 100°C e la diminuzione aumenta con la quota ? Perché si è verificato che la temperatura di ebollizione di un liquido corrisponde a quella temperatura alla quale la tensione di vapore del liquido è uguale alla pressione esercitata dall’esterno:quindi se la pressione esterna diminuisce (con la quota) anche la tensione di vapore necessaria 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 bolle ma estraendo l’aria con pompa , il liquido a 30°C inizia la ebollizione perché alla bassa pressione residua sotto la campana deve corrispondere solo una bassa tensione di vapore per attivare la ebollizione:e questo esige solo una bassa temperatura, anche solo 30°C come nel nostro esempio Non bolle Bolle a 30°C

21 Perché non si resta oppressi dal peso dell’atmosfera che preme sul nostro corpo ?rispondi e cliccca In media superficie corporea = 2 metri quadrati = cq Peso = 1 Kg/cq * cq = Kg = 200 quintali… Perché essendo avvolti dalla atmosfera la pressione si esercita in tutte le direzioni e si neutralizza come effetto globale

22 Durante la respirazione polmonare si alterna la fase di inspirazione e quella di espirazione:nella inspirazione si crea un ampliamento del volume alveolare e quindi una depressione che richiama aria dall’ambiente esterno con pressione normale di una atmosfera; durante la espirazione il volume alveolare viene ridotto mediante la contrazione e l’aria quindi aumenta la pressione e viene emessa nell’ambiente esterno

23 Vasi comunicanti 1 : acqua si porta allo stesso livello nei due rami
Sulla superficie di separazione agiscono due pressioni uguali e opposte una Pa dovuta alla colonnina di acqua e l’altra Px dovuta alla colonnina del liquido di densità ignota :misurando i due volumI (scala graduata nei tubicini) si può calcolare la densità del liquido ignoto:Va*Da = Vx*Dx Dx = Va*Da/Vx = Va*1/Vx…1/4 = 0.25 essendo Va =Sa*Ha e Vx = Sx*Hx e anche Sa=Sx otteniamo Dx = 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 loro diversi,sempre in equilibrio con la pressione atmosferica uguale per entrambi:come calcolare la densità dell’alcol conoscendo quella dell’acqua ?rispondi e clicca Pompa aspirante aria Per effetto della aspirazione la pressione atmosferica deve essere equilibrata dalla pressione delle colonne di liquido che si sono formate:Pacqua=Palcol=Paria Pac=S*Hac*Dac Pal =S*Hal*Dal Dal=Hac*Dac/Hal >>> Dal = Hac/Hal Hal Hac Pressione atmosferica uguale liquidi allo stesso livello