Pressione dei Gas

 

La pressione di un gas è il risultato delle collisioni che le molecole esercitano sulle pareti del contenitore in cui si trovano confinate. Infatti una camera d'aria di una bicicletta o di un automobile rimane gonfia malgrado il peso che sopporta,in seguito alla pressione che le molecole delle componenti dell'aria

(N2 ,O2 ,Ar) esercitano sulle pareti di gomma. Sappiamo anche che la pressione aumenta se continuiamo a pompare aria nella camera della bicicletta. Perciò,la pressione di un gas cresce col numero di molecole perché aumenta il numero delle collisioni.

La pressione (P) è definita come la forza (F) esercitata su un'unità di superficie(S).

La pressione è rappresentata dalla seguente relazione matematica: P = F/S

Misura della pressione atmosferica

La pressione dell'aria viene comunemente chiamata pressione atmosferica. Lo strumento usato per la sua misura è il barometro inventato nel 1643 da Evangelisti Torricelli (1608-1647). Il barometro è costituito da un tubo di vetro,della lunghezza di circa 1 m e della sezione di 1 cm quadrato,riempito di mercurio (Hg) ,e capovolto in una vaschetta contenente lo stesso liquido. Se l'aria è completamente assente dal barometro,il liquido nel tubo si porta ad un'altezza tale che la pressione esercitata dalla colonna di liquido è bilanciata dalla pressione dell'atmosfera che agisce sulla superficie libera dal liquido nella vaschetta. A livello del mare,il mercurio si porta ad un'altezza di circa 760 mm. La pressione è spesso riportata come atmosfera standard (atm) dove:

1 atmosfera standard (1 atm) = 760 mm di Hg

1 atmosfera di pressione corrisponde ad una colonna d'acqua di circa 10 m di altezza e con una sezione di 1 cm quadrato.

L'Unità di pressione

Nel SI (Sistema Internazionale) l'unità di pressione è il pascal (Pa),in onore del matematico e filosofo Blaise Pascal (1623-1662). Una pressione di 1 Pa è la pressione esercitata su una superficie di 1 m2 da una forza di 1 newton (1 N) perpendicolarmente a questa superficie. Il pascal è un'unità molto piccola,per cui l'unità più usata il kilopascal (kPa).

Manometri metallici e manometri digitali

I manometri metallici usati per la misurazione della pressione di un gas in un contenitore sono,per la maggior parte,graduati in bar. Al passaggio di un gas sotto pressione,il tubo metallico a forma di semicerchio,all'interno del manometro,si deforma e,grazie ad un sistema di leve,l'ago con cui è collegato si dispone dinnanzi ad una scala graduata. La maggior parte di questi apparecchi sono manometri differenziali che indicano 0 quando la pressione misurata è uguale alla pressione atmosferica (1 bar). I manometri usati nelle stazioni di servizio per la misurazione della pressione dei pneumatici sono differenziali. Se i pneumatici devono essere gonfiati alla pressione di 2,2 bar,l'ago del manometro deve posizionarsi su questo valore. In effetti la pressione reale è di 3,2 bar,cioè il valore letto sulla scala più la pressione atmosferica. Esistono anche manometri elettronici,con un display numerico ( manometri digitali),più precisi,ma più costosi.