| Esperienza 1: L'ago galleggiante |
Appoggiare con cura un ago sulla superficie dell'acqua in modo che non si bagni completamente. Fare osservare che l'acqua sostiene l'ago senza lasciarlo affondare. Per facilitare la riuscita di questo tentativo disporre sull'acqua una strisciolina di carta velina e su questa adagiate l'ago. Piano piano, l'acqua inzupperà la strisciolina che finirà per affondare, mentre l'ago rimarrà alla superficie. E' possibile anche ripetere l'esperimento utilizzando una graffetta o una lametta
Osservando da vicino si mette in evidenza come questi oggetti non stiano galleggiando sull'acqua ma vi sono proprio "appoggiati". |
| Esperienza 2: La goccia |
Osserviamo il formarsi una goccia al rallentatore:
La goccia piano piano si ingrossa, finché non raggiunge una certa misura ben precisa e allora improvvisamente cade. Proviamo a disegnare le varie forme dela goccia mentre si forma e cade. I disegni possono dare l’impressione che l’acqua sia tenuta sospesa in un sacchetto e che il sacchetto si stacchi quando il peso del contenuto aumenta oltre il suo limite di resistenza.
Impressione che si puo' confermare con un attrezzatura come quella in figura. In cui si nota che il deformarsi della guaina elastica sotto il peso dell'acqua fa assumere alla guaina le stesse forme della goccia come se anche attorno alla goccia ci fosse una specie di pellicola elastica.
Perché certi insetti camminano sull'acqua?
Dall’esperimento precedente siamo portati a pensare che la gocciolina d’acqua sia tenuta insieme da qualcosa di simile al sacchetto di gomma:
la "pelle" dell’acqua
che consente anche a certi insetti di camminare sull'acqua. |
| Esperienza 3: Il setaccio |
Procurarsi un setaccio, della paraffina e dell'acqua.
Stendere sui fili del setaccio la paraffina per renderli impermeabili. Versare l’acqua nel setaccio, appoggiando sul fondo un pezzetto di carta per evitare che l’acqua colpisca il fondo con troppa forza ed esca. Togliere la carta e alzare il setaccio. Non una goccia esce dai fori per la presenza della "pelle" dell’acqua, ma se dò uno scrollone al setaccio, l’acqua esce perché imprimo una forza maggiore di quella esercitata dalla "pelle" dell’acqua. |
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| La tensione superciale |
I fenomeni precedenti sono spiegati dalla forze di coesione che agiscono fra molecole dell’acqua. Come mostra l’immagine, queste forze non hanno effetto sulle molecole che si trovano all’interno del liquido: esse infatti sono circondate da altre molecole quindi sono tirate in tutte le direzioni con forze di uguale intensità.
Le molecole che si trovano sulla superficie, invece, sono attratte solo verso il basso. Si forma allora una "pellicola elastica" che riesce a sorreggere corpi leggeri. La forza che crea tale pellicola prende il nome di tensione superficiale.
Le bolle di sapone sono bolle d’aria racchiuse da una sottilissima pellicola di acqua saponata.
Questa pellicola, dovuta alla tensione superficiale, si comporta in modo simile ad un palloncino di gomma. |
| Esperienza 4: Bagnabilità |
Procurarsi acqua (meglio se colorata utilizzando colorante per alimenti), della paraffina e una superficie di vetro.
Depositate una goccia d'acqua su una superficie pulita di vetro. Rifate la prova su una superficie di vetro sporca di paraffina.
Confrontate il comportamento delle due gocce d’acqua.
La prima goccia si dispone a film aderente sulla superficie. La seconda, sul vetro sporco di paraffina, rimane raccolta, mantenendo una forma abbastanza sferica. |
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| Bagnabilità |
- La forza di coesione mantiene unite le molecole del liquido le une alle altre.
- La forza di adesione forza con cui le molecole del liquido aderiscono alla superficie di un materiale con cui vengono in contatto.
Se le forze di adesione sono piccole rispetto a quelle di coesione, il liquido tende a "rifiutare" la superficie
Se le forze di adesione sono grandi rispetto alle forze di coesione, il liquido tende a bagnare la superficie
A questo proposito si parla di bagnabilità fra liquidi e solidi. Per esempio, l'acqua bagna il vetro pulito, ma non bagna la cera. |
| Esperienza 5: Capillarità |
Procurarsi acqua (meglio se colorata utilizzando colorante per alimenti), un contenitore di vetro, un tubicino capillare e/o carta assorbente.
Immergere in una vaschetta contenente acqua colorata un sottile tubino e/o una pezzetto di carta assorbente.
Osservare come l’acqua risale lungo il tubicino e lungo la carte assorbente. |
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| Capillarità |
Rimaniamo nel campo della bagnabilità. Avrete sicuramente notato che l'acqua tende a salire in vicinanza delle pareti di un bicchiere di vetro. Questo avviene perché le molecole di questo liquido hanno una forte tendenza ad aderire al vetro.
La quantità di liquido richiamata nel capillare aumenta finché le forze che lo attirano non raggiungono l'equilibrio con il peso della colonna fluida.
La risalita, o la discesa, dei liquidi nei tubi sottili è chiamata capillarità. Anche la capillarità è governata dalle forze di coesione e di adesione di cui abbiamo già parlato. |
