Meccanica dei fluidi - Gas - Fontane
Fontanine nel vuoto
SCHEDA TECNICA
INVENTARISTATO
Fontanine da mettersi sotto alla campana pneumatica
Fontanine da mettersi sotto alla campana pneumatica
1818Nº //
1838Nº //
P.A.Nº //
187062
1925a50
Completo M
Danneggiato
Funzionante D
Dimensioni
MATERIALI: ottone, vetro, mastice
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: 1868 - 1874
Nel Museo A. M. Traversi - Vetrina D
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
 

Il modello costruttivo più semplice di fontana nel vuoto è quello realizzato in questi due apparati gemelli. Ogni singolo apparecchio consiste in una boccetta di vetro munita di una capsula cilindrica d'ottone sulla cui base superiore è ricavato un foro filettato. Qui si innesta un convergente in ottone con ugello di piccola sezione (0,8 mm di diametro) cui è collegato (in corrispondenza dell'altra estremità) un tubo di vetro della lunghezza grossomodo pari ai tre mezzi del diametro dell'ampolla di vetro. Opportune lavorazioni sulle parti d'ottone migliorano l'aspetto estetico dell'apparato.

Gli strumenti hanno subito un intervento di pulizia (Malfi 15/10/2002), dal momento che si rendeva necessaria la rimozione dell'ossido presente sulle parti in ottone. E' inoltre emerso che uno dei due condotti di vetro (quello dell'apparato N 62 II) risulta spezzato a livello della base del relativo convergente in ottone. L'elemento è stato riattaccato provvisoriamente con del nastro adesivo (Delrio 14/11/2002), in attesa che sia eventualmente deciso un intervento di restauro ricorrendo ad un maestro vetraio. Il nastro è celato dal cappello cilindrico d'ottone sopra all'ampolla e quindi è invisibile dall'esterno.

Entrambi gli strumenti sono perfettamente funzionati (Malfi - Delrio, 14 novembre 2002) e pertanto utilizzabili durante le esperienze di fisica che hanno luogo in laboratorio. Per la verifica di funzionamento, essendo la Macchina pneumantica del Vecchio Gabinetto di Fisica danneggiata e incapace di funzionare (si tenga presente che le fontanine sono un suo accessorio), si è impegata la pompa a vuoto del Moderno Gabinetto di Fisica. Per impedire che l'acqua che fuoriesce dall'apparato finisse dentro al foro d'aspirazione dell'aria, si è collocato sotto allo strumento un piattino di vetro. Esso poggia su un tratto di tubo di gomma (di colore arancione). Infatti senza questo accorgimento, estraendo l'aria da dentro la campana, il piatto fungerebbe da tappo, impedendo il funzionamento della fontana. Per ottenere i migliori risultati si deve avere poi l'accortezza di riempire l'ampolla per circa metà della sua capacità massima e non oltre.

La produzione di un getto d'acqua (quando la pompa a vuoto è in funzione) si spiega nel modo seguente. Prima di accendere la pompa, 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 dentro la fiala. 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 all'interno della robusta campana di vetro. In questo modo la pressione all'interno della fiala di vetro risulta a mano a mano sempre maggiore rispetto a quella all'esterno della boccetta (e che grava sulla superficie dell'acqua all'interno del tubicino). A causa di questo squilibrio tra le pressioni, l'acqua dentro la fiala, spinta dalla pressione dell'aria sopra di essa, risale lungo il tubicino ed è in grado di uscire dall'apparato con forza, avendo incrementato la propria energia cinetica passando per il convergente.

Per quanto detto, è evidente che il getto cessa una volta che l'aria intrappolata nella bottiglia si sarà espansa a tal punto che la sua pressione pareggi quella esterna prodotta dalla macchina pneumatica (l'aria durante l'espansione segue la legge di Boyle) oppure quando, cosa assi più probabile, il tubicino non pescherà più nell'acqua a causa del progressivo abbassamento del suo livello nell'ampolla di vetro. Si vuole infine osservare che l'acqua va spesso a bagnare la campana di vetro e, scivolando lungo le pareti, finisce per accumularsi ugualmente sul piatto della macchina pneumatica, indipendentemente dal fatto che si sia preso l'accorgimento di disporre sotto allo strumento un recipiente per la sua raccolta. In questo caso, per effettuare un nuova prova (e comunque a dimostrazione conclusa), si deve procedere alla pulizia di tutte le parti. Questi inconvenienti sono stati abilmente evitati nell'altra Fontana nel vuoto che fa parte della ricca collezione di strumenti del Liceo. L'apparato, oltre a non necessitare per funzionare della robusta campana di vetro, è costruito in modo tale che non venga versata una sola goccia di liquido sul piatto della pompa a vuoto.