Richiami elementari su gas e pressione e descrizione

Richiami elementari su gas e pressione e descrizione di semplici esperimenti collegabili al funzionamento della propipetta descritta a parte

Un gas contenuto in un recipiente chiuso può variare la sua pressione se varia la temperatura, il volume del contenitore disponibile, la quantità Semplici esperimenti con temperatura costante Spostando il pistone di una siringa si varia il volume disponibile e il gas risulta compresso o decompresso(rarefatto) Po P 2 P 1 P 2 Quantità gas costante volume disponibile variabile pressione variabile P 1 > Po > P 2 Po P 1

Un gas contenuto in un recipiente chiuso può variare la sua pressione se varia la temperatura, il volume del contenitore disponibile, la quantità Semplici esperimenti con temperatura costante Se si estrae gas dal recipiente la pressione si riduce(depressione, rarefazione) se si aggiunge gas la pressione aunenta (compressione) estrazione Po P 2 P 1 aggiunta Quantità gas variabile volume disponibile costante pressione variabile P 1 > Po > P 2

pistone Macchina per vuoto Possibile creare una differenza di pressione tra due ambienti collegati variando il volume disponibile o la quantità di gas presente spostando il pistone in una siringa (rarefazione per aumento di volume) estrazione con macchina per vuoto (rarefazione per riduzione di quantità)

Tubo di vetro aperto alle estremità, vuoto immerso in liquido contenuto nel bicchiere il liquido entra nel tubo e raggiunge lo stesso livello di quello rimasto esterno: principio vasi comunicanti Estraendo il tubo, avviene lo svuotamento

Esempio di problema in laboratorio gestione di liquidi mediante pipette nelle quali si introduce liquido prelevandolo da contenitori per essere poi estratto gradualmente Per il principio dei vasi comunicanti si potrebbe ottenere colonna liquida in pipetta con livello variabile immergendola in contenitori di diversa altezza con colonna liquida di livello desiderato Oppure sfruttando la pressione atmosferica con particolari strumentazioni es. propipetta

Pa siringa Bottiglia senza aria tappo Tubo aperto, liquido entra e si dispone allo stesso livello di liquido esterno Tubo tappato, entra liquido e si dispone a livello inferiore rispetto a esterno Tubo con siringa che aspira aria : entra liquido con livello più grande Tubo collegato a bottiglia sotto vuoto: entra liquido a livello più grande

Interpretazione dei fenomeni Tubo aperto, principio di vasi comunicanti, pressione atmosferica , equilbrio Tubo tappato: il liquido che entra comprime aria sovrastante e quindi equilibrio raggiunto con livello colonna liquida inferiore a esterno Tubo con depressione causata da siringa aspirante: la colonna liquida raggiunge livello superiore per equilibrare la minor pressione dell’aria residua Tubo collegato a bottiglia con vuoto d’aria: liquido risale per effettodella pressione atmosferica che non trova equivalente nella bottiglia senza aria

esterno interno Tubo aperto immerso in liquido livelli interno-esterno uguali vedi sugheri

esterno Tubo tappato in alto, con rubinetto chiuso immerso in liquido lievello interno < livello esterno vedi sugheri interno livelli

Apertura parziale rubinetto Livelli uguali Livelli diversi sugheri

Sugheri interni mobili Pistone mobile in siringa, livello liquido sollevato variabile

Pistone mobile in siringa, liquido assorbito o emesso

Bottiglia svuotata dall’aria rubinetto chiuso Rubinetto aperto liquido sale e passa in bottiglia

Tre vasi comunicanti in aria libera livelli uguali Vaso tappato, livello inferiore causato da compressione dell’aria sovrastante liquido

Vaso stappato, livello diventa uguale agli altri Depressione ottenuta con siringa aspirante: il pistone risalendo aumenta il volume disponibile e la pressione interna si riduce e il livello aumenta

Facendo salire o scendere il pistone si crea una variazione di volume e di pressione interna il livello aumenta o diminuisce

Contagocce Premendo il cappuccio si espelle aria; inserendo pipetta in liquido e rilassando il cappuccio contenente aria rarefatta, la pressione atmosferica fa risalire liquido nella pipetta: premendo il cappuccio aumenta la pressione dell’aria interna e produce fuoriuscita di liquido

Foro con rubinetto aperto per aspirare con bocca (o con siringa) aria dalla pipetta Pipetta vuota , aperta alle estremità, immersa con estremità inferiore in liquido da immettere nella pipetta

Rubinetto aperto Liquido entra nella pipetta (effetto vasi comunicanti) e raggiunge livello uguale a liquido esterno

Rubinetto aperto aspirazione con bocca (o siringa) causa depressione internamente alla pipetta nella quale risale liquido per effetto della pressione atmosferica esercitata sulla superficie libera del liquido nel bicchiere

Rubinetto chiuso pipetta con liquido estratta da contenitore il liquido rimane entro la pipetta a causa della pressione atmosferica che supera quella del liquido e dell’aria rarefatta interna Aprendo rubinetto e poi chiudendolo il liquido gradualmente scende ed esce dalla pipetta: la pressione dell’aria interna e del liquido aumentano e vanno avvicinandosi alla pressione atmosferica Pressione liquido + aria Pressione atmosferica

Pipetta vuota, aperta alla estremità inferiore, collegata a siringa con foro superiore Pistone della siringa abbassato completamente

Pipetta immersa in liquido pistone in sollevamento causa depressione nella pipetta: il liquido risale per effetto della pressione atmosferica

Pistone verso il basso comprime aria e causa discesa ed uscita di liquido dalla pipetta

Pipetta collegata a siringa con pistone abbassato estratta da contenitore mantiene internamente liquido aspirato Pressione atmosferica prevale su pressione del liquido+aria

Spostando verso l’alto il pistone di una siringa si crea una depressione nel tubo e il liquido sale ad un livello superiore rispetto a quello esterno al tubo(diverso da vasi comunicanti) per effetto della pressione atmosferica pistone Estraendo il tubo collegato alla siringa il liquido rimane dentro il tubo siringa Pressione atmosferica Spostando il pistone in basso il liquido esce in parte dal tubo per effetto della pressione in aumento nell’aria entro il tubo

Pipette Graduate vuote

Pipetta graduata vuota Pipetta grauata in parte riempita

Pipetta graduata in fase di riempimento

liquido Fase di svuotamento

Liquido uscito

Pipetta svuotata completamente

Siringa con pistone in risalita crea depressione in pipetta e la pressione atmosferica fa risalire liquido nella pipetta pressione

Pipetta con liquido estratta dal contenitore conserva il liquido aspirato in precedenza

Pistone in discesa comprime aria nella pipetta e fa scendere il liquido Liquido fuoriuscito dalla pipetta

Coperto con carta capovolto bicchiere ricolmo con acqua Le pressioni esercitate sul foglio dall’alto: peso del liquido dal basso : atmosferica Atmosferica > liquido: liquido non esce da bicchiere

Contagocce a riposo, aria interna a pressione normale Contagocce con cappuccio compresso, immerso in liquido aspirazione liquido in pipetta Contagocce con liquido , se compresso emette gocce

Valvola A Palloncino elastico con tre valvole A, S, E Stato a riposo: valvole chiuse Premendo A e schiacciando palloncino, A si apre e permette l’espulsione di aria Valvola S Valvola E Premendo S, palloncino e pipetta intercomunicanti: liquido risale nella pipetta per effetto della pressione esterna atmosferica Premendo E, entra aria che causa aumento di pressione su liquido in pipetta e lo fa scendere, uscire

Praticamente usando il palloncino con tre valvole A, S, E si crea una depressione nel sistema propipetta+pipetta, (con S, E chiuse) si espelle aria aprendo A e schiacciando il palloncino; Chiudendo A e lasciando chiusa E, si apre S : la pressione atmosferica fa entrare liquido nella pipetta; Lasciando chiusa A , S e premendo su E si permette all’aria esterna di entrare nel palloncino e aumentare la pressione interna che fa uscire il liquido dalla pipetta, rigonfiando parzialmente o totalmente il palloncino A S E

A valvola Premendo su A e su palloncino viene espulsa aria e creata una depressione entro palloncino rilasciando A (chiusura) permane depressione entro palloncino Cfr. pistone in salita Premendo su S (apertura valvola) la pressione atmosferica agente su liquido nel contenitore fa risalire liquido nella buretta S valvola E valvola Premendo su E (apertura valvola) entra aria nel palloncino, aumentando la pressione e spingendo verso esterno liquido Cfr. pistone in discesa

Pipetta vuota aperta con foro inferiore collegata a propipetta con palloncino schiacciato (segno di pressione aria interna minore di pressione atmosferica)

Pipetta collegata a propipetta, immersa in liquido da aspirare Premendo valvola S Liquido risale nella pipetta perché palloncino reso comunicante con pipetta e prassione atmosferica maggiore di pressione nel sistema pipetta+propipetta

Con valvole A, S , E chiuse si estrae sistema pipetta+propipetta e il liquido non esce causa della maggior pressione esterna

Premendo valvola E Il liquido esce dalla pipetta a causa di aria che entra nel palloncino e aumenta la pressione interna sul liquido

Pipette tarate, volumetriche

Pipette Graduate tarate

Pipette tarate, volumetriche

Pipette tarate, volumetriche

Fine descrizione, arrivederci