Esperimento "im-pressionante!"
di Andrea Veneziani
La fisica come scienza ricca di esperimenti da mostrare ai giovani
...Ai giovani, ma anche ai più piccoli e alle persone adulte: ecco un'attività semplice da preparare e da spiegare.
Perchè lo facciamo?
Varie volte si considera la fisica come una disciplina complicata e riservata alle menti un po’ pazze: potrebbe anche essere vero! Si tende però a dare molta più considerazione a quella che è la parte teorica della fisica, ovvero quella più matematica, che non tutti sarebbero in grado di comprendere, soprattutto se, nel loro percorso scolastico, non avessero avuto un buon rapporto con l'algebra e la geometria analitica o se dovessero ancora incontrare queste materie.
Invece, la parte sperimentale risulta essere molto più semplice da capire ed è capace di sorprendere e incuriosire gli spettatori.
Che cosa si fa?
L'esperimento della candela è una prova inconfutabile della differenza di pressione tra aria e acqua, dipendente dalle variazioni di temperatura.
Di cosa abbiamo bisogno?
Una candela piccola (che stia in piedi) , un piatto fondo (non di plastica!), un bicchiere di vetro trasparente, acqua.
Quanto durerà?
Non più di dieci minuti (dipende da tanti fattori strumentali)
Dove possiamo farlo?
Ovunque
A chi è rivolto?
A tutte le fasce di età, ma in particolare alle scuole elementari e medie.
Versate l'acqua nel piatto e posizionate su di esso la candela accesa. Ponete poi su quest'ultima il bicchiere capovolto in modo da coprire la candela.
Et voilà!
Noterete che la fiamma pian piano si affievolirà fino a spegnersi totalmente, mentre l'acqua all'interno del bicchiere salirà.
La quantità di ossigeno all’interno del bicchiere è limitata e la fiamma ne ha bisogno per continuare a bruciare: ecco perché dopo un po’ la fiamma si è spenta.
Quando la candela si spegne, l’aria nel bicchiere si raffredda, quindi si contrae e di conseguenza la pressione diminuisce, trasformando il bicchiere in una specie di siringa aspirante: per compensare la differenza di pressione, la sostanza con la pressione maggiore (l’acqua) aumenta di volume a scapito della sostanza con pressione minore (l’aria all’interno del bicchiere). Ecco perché l’acqua ha iniziato a salire occupando una parte dello spazio che prima apparteneva all’aria.
Consigli per il formatore
Se i partecipanti fossero tanti, sarebbe utile che ci fossero più formatori e materiale per svolgere l'esperimento divisi in gruppi da 5/6. Per il corretto svolgimento dell'esperimento, conviene che sia il formatore ad eseguirlo. Se alcuni partecipanti fossero interessati ad una spiegazione più matematica, tenere presente che :
p = k*T, dove:
-p è la pressione dell'aria all’interno del bicchiere;
-k è una costante che ha un valore ben preciso;
-T è la temperatura dell'aria all’interno del bicchiere;
Si nota che se la temperatura diminuisce, anche la pressione diminuisce e viceversa.
Riflessioni e conclusioni
L’esperimento è un linguaggio molto affascinante con cui è possibile avvicinare i giovani al sapere scientifico. Usiamolo per dimostrare loro concetti che sarebbe molto più difficile spiegare solo con le parole!
