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Principio del sifone

In idraulica, il termine sifone è usato per riferirsi a diversi dispositivi. In particolare, può indicare un tubo a forma di "U" rovesciata, tramite cui un flusso può scorrere verso l'alto, oltrepassando la superficie superiore di un recipiente, senza bisogno di pompe, bensì sfruttando l'energia potenziale gravitazionale e il principio dei vasi comunicanti.

Principio di funzionamentoModifica

Esistono due teorie principali su come i sifoni riescano a far fluire un liquido verso l'alto, contro la forza di gravità e senza essere pompati. Secondo la teoria tradizionale, ritenuta valida per secoli, l'evento è causato da una ridotta pressione presente in cima al sifone, il che fa sì che la pressione atmosferica riesca a spingere il fluido nel serbatoio più alto fino al punto più alto, in cui la pressione è minore, come in un barometro o in una cannuccia per bere.[1][2][3][4] Tuttavia, è stato dimostrato che il sifone può funzionare anche nel vuoto[4][5][6] e ad altezze che superano l'altezza barometrica del liquido.[4][5][7] Per la teoria della tensione di coesione, il liquido viene trascinato verso l'alto nel sifone analogamente ad un modello a catena.[8]

Le due teorie non si escludono a vicenda, ma ciascuna può essere vera a seconda delle circostanze in cui viene svolto l'esperimento. La pressione atmosferica e la gravità da sole non possono spiegare il fenomeno del sifone nel vuoto, dove non c'è alcuna pressione atmosferica significativa. Ma la teoria della tensione di coesione con la gravità non potrebbero spiegare il travaso di CO2 tramite sifone[9] dato che il gas non esercita una forza traente significativa.

NoteModifica

  1. ^ (EN) Joshua J. Ramette e Richard W. Ramette, Siphonic concepts examined: a carbon dioxide gas siphon and siphons in vacuum, in Physics Education, vol. 46, nº 4, luglio 2011, pp. 412–416, Bibcode:2011PhyEd..46..412R, DOI:10.1088/0031-9120/46/4/006.
  2. ^ (EN) Alex Richert e R.-M. Binder, Siphons, Revisited (PDF), in The Physics Teacher (University of Hawaii at Hilo), vol. 49, febbraio 2011, DOI:10.1119/1.3543576. URL consultato il 9 settembre 2018 (archiviato il 27 gennaio 2018).
  3. ^ (EN) Adam McGuire, On the Physics of Siphons (PDF), EIT, Humboldt State University, 2 agosto 2012. URL consultato il 5 maggio 2014 (archiviato dall'url originale il 5 maggio 2014).
  4. ^ a b c (EN) Minor, Ralph Smith, Would a Siphon Flow in a Vacuum! Experimental Answers (PDF), in School Science and Mathematics., 14,2, nº 2, 1914, pp. 152–155, DOI:10.1111/j.1949-8594.1914.tb16014.x.
  5. ^ a b (EN) A. Boatwright, S. Hughes e J. Barry, The height limit of a siphon, in Scientific Reports, vol. 5, nº 1, 2 dicembre 2015, p. 16790, Bibcode:2015NatSR...516790B, DOI:10.1038/srep16790, ISSN 2045-2322 (WC · ACNP), PMC 4667279, PMID 26628323.
  6. ^ (EN) John Michels, Science, American Association for the Advancement of Science, 15 aprile 2018. URL consultato il 15 aprile 2018. Ospitato su Google Books.
  7. ^   (EN) Andrew K Fletcher, Water Flowing Up 24 meters Not Magic, Just Science! Gravity of Life (Part3), su YouTube, 24 agosto 2007.
  8. ^   (EN) BBC Earth Unplugged, Amazing bead chain experiment in slow motion, su YouTube, 27 giugno 2013.
  9. ^   (EN) FlinnScientific, Pouring and Siphoning a Gas, su YouTube, 19 marzo 2012.

Altri progettiModifica

Collegamenti esterniModifica

  • Marcello Guidotti, sifone, Università di Roma "La Sapienza" - Dipartimento di Chimica e Tecnologie del Farmaco, 2011. URL consultato il 9 settembre 2018 (archiviato dall'url originale il 1º settembre 2017).
  • Sifone, in Enciclopedia Italiana, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.