pressione

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Attenti a non scoppiare...

La pressione misura la spinta che una forza esercita sul nostro corpo, sugli oggetti che sono intorno a noi e, più in generale, su qualsiasi superficie. Esistono pressioni devastanti come quelle sopportate da alcuni pesci negli abissi e altre lievi, come quella di una mano che ci sfiora o quella atmosferica esercitata dall’aria, in grado tuttavia di influire su fenomeni decisivi come il tempo meteorologico

Con cautela

Attenti a non scoppiare... come la rana invidiosa del bue nella favola di Fedro o come un palloncino troppo gonfio; attenti a non scuotere a lungo una bibita gassata prima di aprirla e soprattutto attenti a non risalire troppo rapidamente durante un’immersione subacquea. In tutti questi casi è bene tenere sotto controllo la pressione, che misura l’effetto prodotto da una spinta sulla superficie a cui viene applicata. A parità di superficie, la pressione aumenta quando aumenta la spinta, come nel caso del palloncino che scoppia solo se il gas all’interno preme troppo contro le pareti elastiche. È anche vero che la stessa spinta ha effetti diversi in relazione all’estensione della superficie a cui viene applicata, come insegnano le lame dei coltelli, così sottili che basta la debole azione della mano per provocare un taglio netto.

Per capire come agisce la pressione è importante conoscere anche la direzione della forza che ne è responsabile. Il peso dei libri appoggiati su una mensola è sempre diretto verso il basso e così la pressione esercitata spesso riesce a piegare il legno. Nell’aria invece – e più in generale in tutti i fluidi – la pressione non ha una direzione privilegiata, ma agisce allo stesso modo in tutte le direzioni. La pressione atmosferica e la possibilità di variarla sono risorse a cui facciamo ricorso continuamente, quando inspiriamo o espiriamo, quando succhiamo una bibita con la cannuccia – il liquido sale nella cannuccia grazie alla depressione che creiamo aspirando l’aria interna –, quando confezioniamo un cibo sotto vuoto o usiamo una ventosa – che aderisce alla superficie perché la pressione esterna non è più equilibrata da quella interna dopo che è stata espulsa l’aria al di sotto della ventosa.

Tutti gli organismi viventi si adattano alla pressione dell’ambiente circostante e riescono a non farsi schiacciare perché bilanciano la pressione esterna con quella interna. Così il corpo umano sopporta la pressione dell’aria che a livello del suolo ha una densità di 1,3 g/l e i pesci degli abissi sopravvivono in condizioni ben più drastiche, visto che 1 g di acqua ha una densità circa 800 volte superiore a quella dell’aria.

Millibar, atmosfere, pascal

La pressione atmosferica è stata misurata per la prima volta nel 1644 da un allievo di Galileo Galilei, Evangelista Torricelli, grazie al barometro, un sottile tubo di vetro riempito con mercurio. Torricelli osservò che dal tubo, capovolto e immerso in una vaschetta d’acqua, non fuoriusciva tutto il mercurio: all’interno restava una colonna di liquido alta 76 cm. Che cosa era successo? La pressione atmosferica agendo sull’acqua della vaschetta aveva frenato la discesa del mercurio, agendo come un tappo e lasciando nel tubo una colonna di liquido proporzionale alla pressione esercitata dall’aria. Quei 76 cm di mercurio corrispondono infatti al valore medio della pressione atmosferica al livello del mare – equivalgono a una pressione di circa 1 kg/cm² – e sono posti uguali a 1 atmosfera (atm).

L’unità di misura della pressione che viene adottata nel sistema internazionale equivale alla forza di 1 N (la forza necessaria per imprimere a un corpo di massa 1 kg un’accelerazione di 1 m/s²) che agisce sulla superficie di 1 m² e si chiama pascal (Pa), dal nome dello scienziato francese Blaise Pascal che per primo ha dimostrato come la pressione atmosferica diminuisce con l’altitudine. La pressione normale, di circa 1 atm, equivale a 101.300 Pa, ma già a 1 km di altezza dal suolo – poiché si è ridotta la quantità d’aria sovrastante – è diminuita dell’11% e a 10 km di altezza è appena il 26% del valore iniziale.

La pressione atmosferica, non varia solo con l’altezza, ma è legata anche alla meteorologia. Quando il tempo è sereno la pressione è alta, mentre in condizioni di instabilità o cattivo tempo la pressione diminuisce perché l’aria umida, a parità di volume, è meno densa dell’aria secca. In meteorologia la misura della pressione viene generalmente fatta in millibar (mbar); il bar è una unità di misura che equivale a 10.000 Pa, cosicché 1 mbar è poco meno della millesima parte di 1 atm.