Diavoletto di Cartesio

Diavoletto di Cartesio è il nome di fantasia attribuito ad un oggetto immerso in un liquido, contenuto in un contenitore chiuso, che varia la sua condizione di galleggiamento a seconda della pressione che viene esercitata sul contenitore stesso.

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Le configurazioni in cui si può trovare questo strumento sono molteplici: una bottiglia di vetro con un tappo che deve essere premuto oppure una bottiglia di plastica che deve essere schiacciata con forza lateralmente.

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Ciò che si osserva è che, mentre si esercita pressione sul contenitore, il diavoletto di Cartesio al suo interno affonda completamente.

Per capire cosa succede, si deve porre attenzione alla bolla d’aria all’interno dell’ampolla che forma il diavoletto di Cartesio: in condizioni normali la bolla è sufficientemente grande per far galleggiare il diavoletto. Tuttavia, visto che l’ampolla è bucata sul fondo e comunicante con il resto dell’acqua, quando si preme sul contenitore si crea una sovra-pressione che spinge l’acqua esterna dentro l’ampolla comprimendo l’aria e rimpicciolendo la bolla. Al di sotto di una certa dimensione, questa bolla non è più sufficiente a far galleggiare il diavoletto, che affonda. Ovviamente la quantità d’aria nell’ampolla non è diminuita, non potendo fuggire all’esterno, per cui, rilasciando la pressione, l’aria si espande al proprio volume originale e l’ampolla torna a galleggiare.

Molti pesci sono dotati della cosiddetta “vescica natatoria” che consiste proprio di una sacca d’aria che essi possono comprimere e decomprimere per cambiare il loro assetto in acqua. Lo stesso meccanismo è adottato nei sommergibili per permetterne l’immersione e l’emersione.

Estratto dall’articolo “Science a la cartè” di Gabriele Calzà.

 

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