Proprietà fisiche dell aria

Le proprietà fisiche dell aria: è comprimibile, è elastica e ha un peso.

Dimostriamo con due esempi che l’aria è comprimibile ed è elastica

Se chiudiamo con un dito l’apertura situata all’estremità di una siringa di plastica e spingiamo lo stantuffo, osserviamo che l’aria viene compressa e il suo volume diminuisce. Se poi, dopo averlo compreso, lasciamo libero lo stantuffo della siringa, riscontriamo che esso ritorna nella posizione di partenza.

L’aria compressa all’interno della siringa tende infatti a espandersi e ad occupare lo spazio che occupava inizialmente, prima della compressione.

Se si considera l’aria rinchiusa in un recipiente sul quale è stato posto in pistone che lo chiude ermeticamente e, sul pistone si pone un peso, si può osservare che il volume occupato dall’aria diminuisce sempre più con l’aumentare del peso sul pistone. Cioè tenendo costante la temperatura (T), il volume (V) del gas è tanto maggiore, quando minore è il peso e cioè la pressione (P) esercitata sul pistone. Se si considerano i valori della pressione (P) e del volume (V) riportati su ciascun recipiente, nel disegno, si vede che il loro rapporto è costante.

In condizioni di temperatura costante la pressione di un gas perfetto è inversamente proporzionale al suo volume, ovvero che il prodotto della pressione del gas per il volume da esso occupato è costante. (termodinamica-Legge di Boyle).

P x V = k

Cioè, se manteniamo costante la temperatura di un gas, aumentando la pressione, il suo volume diminuisce, proporzionalmente.

Quindi, se l’aria viene compressa il suo volume diminuisce; quando non è più sottoposta a pressione, essendo elastica, tende a rioccupare lo spazio che occupava inizialmente prima cioè della compressione.

Dimostriamo che l’aria ha un peso

Prendiamo due palloncini e pesiamoli. Poi gonfiamone uno e pesiamoli nuovamente sulla stessa bilancia. Osserveremo che il pallone contenete più aria pesa di più dell’altro.

Un litro d’aria pesa 1,3 g.

Quindi anche l’aria ha un peso ed esercita sulla Terra una pressione, la Pressione Atmosferica. Ma il peso dell’aria è dovuto al peso delle molecole che la compongono, ciò significa che essa è soggetta alla forza di gravità. Ecco perché essa non si allontana dalla Terra e forma una specie di involucro che prende il nome di atmosfera terrestre o semplicemente atmosfera. Man mano che ci allontaniamo dalla superficie della Terra la quantità di aria diminuisce, finché a un’altezza di centinaia di Km non ce n’è più. Nello spazio fuori dall’atmosfera non c’è aria.

Quando si riscalda l’aria tende ad andare verso l’alto e tende a dilatarsi.

Le mongolfiere si sollevano perché l’aria contenuta nei loro involucri viene riscaldata.

L’aria calda infatti tende ad andare verso l’alto.

Se l’aria è sottoposta a riscaldamento, si dilata e sue molecole tendono ad espandersi, cioè tendono ad occupare un volume maggiore. Ovvero diminuisce il numero di molecole contenute in un determinato volume d’aria, cioè diminuisce la sua densità. La densità di un corpo viene infatti calcolata dividendo la massa del corpo per il suo volume.

d= m/V

L’aria calda è più rarefatta dell’aria fredda.