Meccanica dei fluidi - Gas - Fontane
Fontana nel vuoto
SCHEDA TECNICA
INVENTARISTATO
Fontana prodotta dall'elasticità dell'aria nel vuoto
Fontana prodotta dall'elasticità dell'aria nel vuoto
Fontana nel vuoto
Fontana nel vuoto
1818365
1838273
P.A.Nº //
187061
1925a49
Completo
Integro
Funzionante D
Dimensioni
MATERIALI: ottone, piombo, vetro
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: Antecedente 1818
Nel Museo A. M. Traversi - Vetrina D
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
Drion Ch. - Fernet E. (1877) pag. 147, fig. 159
Ganot A. (1883) pag. 133, fig. 159
Milani G. (1869) Vol. 3, pag. 82, fig. 159
Murani O. (1906) Vol. 1, pag. 288, fig. 159
Privat Deschanel A. - Pichot (1871) pag. 185, fig. 159
 

Rispetto alle Fontanine, strumenti con lo stesso utilizzo ma più semplici, questo apparato del Vecchio Gabinetto di Fisica è più complesso dal punto di vista costruttivo, ma è decisamente più pratico, avendo il pregio di eliminare alcuni inconvenienti, se così si possono chiamare, tipici dei modelli "classici". Durante il funzionamento di quest'ultimi infatti, a seguito della fuoriuscita dell'acqua, si bagnano le pareti della campana. Inoltre tali apparati necessitano comunque dell'inserimento sotto allo strumento di un recipiente per la raccolta del liquido, se si vuole evitare che essa penetri nel foro di aspirazione dell'aria della Macchina pneumatica (le fontane nel vuoto sono infatti degli accessori di questo apparecchio).

Si possono individuare tre ambienti. Il primo è costituito dallo spazio entro il piatto d'ottone che fa da base allo strumento, il cui bordo va leggermente ingrassato prima di mettere in funzione lo strumento. esso infatti va appoggiato sul piatto della macchina pneumatica, occultandone il foro d'estrazione dell'aria. La camera soprastante forma il secondo ambiente. Esso va riempito per metà d'acqua, secondo la procedura descritta in seguito. La terza zona è individuata dall'ampio spazio sopra al precedente. L'involucro cilindrico di vetro che chiude questo ambiente si aggancia a vite sulla struttura sottostante e può quindi essere facilmente rimosso.

La camera in cui prende vita il getto d'acqua (terza zona) è messa in comunicazione con la prima (nel piede dello strumento) tramite il tubo di vetro che passa esternamente all'ambiente che ospita l'acqua (seconda zona). Questo stesso tubo prosegue per un lungo tratto nella camera della fontana, in modo che il prelievo dell'aria al suo interno ad opera della pompa avvenga il più in alto possibile. Ciò è stato fatto per due motivi. Da un lato un semplice foro d'uscita sul fondo della camera in cui avviene il getto si sarebbe trasformato dopo pochi secondi di funzionamento in una via diretta di comunicazione dell'acqua con il piatto della macchina pneumatica (è infatti nel volume tra la punta dell'ugello e il fondo che viene raccolta l'acqua quando lo strumento è in funzione). Dall'altro un tubo troppo corto (appena sopra l'ugello) sarebbe stato insufficiente per impedire l'ingresso entro di esso di un po' d'acqua proveniente dal getto stesso. E' evidente che per come è costruito lo strumento esso non necessita della presenza della robusta campana di vetro, dal momento che la sua funzione è svolta dall'involucro cilindrico.

Il secondo ambiente comunica con il terzo attraverso un ugello dotato di convergente e di un tubo di vetro che deve essere fatto pescare nell'acqua. L'ugello risulta fissato a vite sul corpo di base. Il convergente invece serve per incrementare l'energia cinetica dell'acqua che risale lungo il tubicino di vetro a scapito di un abbassamento di pressione. Così il getto risulta più alto rispetto a quello che si otterrebbe lasciando immutata la sezione del tubo (si pensi, ad esempio, alle lance delle manichette antincendio). Invece per riempire d'acqua la camera centrale dello strumento, si deve svitare per prima cosa l'involucro superiore in vetro e ottone, rimuovendolo del tutto. Dopodiché si procede a svitare l'ugello. una volta versata l'acqua e rimontati tutti i pezzi, lo strumento è pronto per essere posizioneto sul piatto della machcina pneumatica. Naturalmente a esperimento finito, si tolgono gli stessi pezzi per eliminare l'acqua.

Con la macchina pneumatica in funzione, la formazione del getto d'acqua si spega nel modo seguente. In condizioni iniziali, per la terza legge delle tre leggi della pressione nei liquidi incomprimibili, il livello dell'acqua all'interno del tubicino è uguale (trascurando la capillarità) a quello del liquido all'esterno. Infatti la pressione sulla superficie del liquido è pari a quella che grava sulla superficie dell'acqua dentro al tubicino di vetro ed essa è in valore pari alla pressione atmosferica locale al momento della prova sperimentale. Mettendo però in funzione la macchina pneumatica, quest'ultima non fa altro che abbassare la pressione dell'aria intrappolata nell'ambiente sopra all'ugello. In questo modo la pressione a livello del libero risulta a mano a mano sempre maggiore rispetto a quella nella camera soprastante. Per lo squilibrio tra le pressioni, l'acqua risale lungo il tubicino (spinta dalla pressione nella seconda zona) ed è così in grado di uscire dall'ugello con sufficiente energia cinetica per dar vita a un getto.

Merita osservare che la verifica del funzionamento (Malfi 10 febbraio 2003) ha messo in evidenza che l'apparato è perfettamente funzionante. Dato che la Macchina pneumatica del Vecchio Gabinetto di Fisica è danneggiata e incapace di produrre il vuoto, si è impiegata la pompa a vuoto del Moderno Gabinetto di Fisica. Lo strumento è stato dunque inserito in quell'insieme di apparati che ci possono tranquillamente utilizzare durante le ore di laboratorio di fisica.