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L’esperimento della goccia di pece

23 Lug

Pochi giorni fa, e’ stata annunciata la notizia che finalmente e’ stato possibile riprendere uno degli esperimenti scientifici piu’ lunghi, secondo alcuni anche piu’ noioso, della storia.

Di cosa si tratta?

L’esperimento in questione e’ quello della goccia di pece. Come sapete bene, la pece e’ quella sostanza di colore nero, ricavata dai bitumi e da legni resinosi. In condizioni normali, la pece si presenta come un solido, tanto che e’ possibile romperla utilizzando un martello.

Confronto tra fluidi ad alta e bassa viscosita'. Fonte: Wikipedia

Confronto tra fluidi ad alta e bassa viscosita’. Fonte: Wikipedia

Anche se apparentemente sembra un solido, la pece e’ un fluido, precisamente un fluido ad altissima viscosita’. Come sapete, la viscosita’ di un fluido indica la resistenza della sostanza allo scorrimento. L’animazione riportata aiuta a capire bene la differenza tra fluidi ad alta e bassa viscosita’ quando questi vengono attraversati da solidi.

Bene, cosa c’entra la pece con questo esperimento?

Come anticipato, la pece e’ in realta’ un fluido ad alta viscosita’. Detto questo, anche se con tempi molto lunghi, questa sostanza deve comportarsi come un fluido. Sulla base di questa considerazione, e’ possibile realizzare un esperimento per misurare la viscosita’ della sostanza facendola scendere all’interno di un imbuto.

Il primo che propose questo esperimento fu il professor Thomas Parnell dell’università del Queensland. Parnell prese un pezzo di pece, lo sciolse e lo fece colare all’interno di un cono di vetro. Questo venne fatto addirittura nel 1927.

Per poter iniziare l’esperimento, fu necessario far raffreddare la pece, operazione che duro’ circa 3 anni, fino al 1930. Solo a questo punto, la parte finale del cono venne rotta formando un imbuto. Dal momento che la pece e’ un fluido, si devono osservare delle gocce cadere dall’imbuto.

Facile, direte voi. E’ vero, ma per eseguire questo esperimento serve tanta tanta pazienza.

Non ci credete?

La prima goccia di pece, cadde dopo ben 9 anni! Lo stesso avvenne per le gocce successive. Ecco una tabella riassuntiva dell’esperimento:

Data Evento Durata(Mesi) Durata(Anni)
1927 Inizio dell’esperimento: la pece viene versata nell’imbuto sigillato
1930 Il fondo dell’imbuto viene aperto
Dicembre 1938 Caduta della prima goccia 96-107 8-8,9
Febbraio 1947 Caduta della seconda goccia 99 8,3
Aprile 1954 Caduta della terza goccia 86 7,2
Maggio 1962 Caduta della quarta goccia 97 8,1
Agosto 1970 Caduta della quinta goccia 99 8,3
Aprile 1979 Caduta della sesta goccia 104 8,7
Luglio 1988 Caduta della settima goccia 111 9,3
28 novembre 2000 Caduta dell’ottava goccia 148 12,3

Perche’ questo esperimento e’ stato ritirato fuori in questi giorni?

Come evidenziato dalla tabella, sono state effettivamente osservate le gocce di pece cadere nel bicchiere sottostante, ma fino ad oggi, nessuno era mai riuscito a filmare la goccia che cadeva. In occasione dell’ottava goccia nel 200o, la telecamera che era stata montata era guasta, per cui si perse questo importante momento.

Seguendo il link, potete vedere il filmato della fatidica goccia che cade:

Video goccia di pece

Dai tempi misurati nell’esperimento, si e’ ricavato che la pece ha una viscosita’ pari a 230 miliardi di volte quella dell’acqua!

Durante questi 83 anni, l’esperimento e’ sempre stato in funzione e, nei primi anni del 2000, quando ci si rese conto che le variazioni di temperatura potevano modificare la viscosita’ della pece, la campana che conteneva l’apparato e’ stata termalizzata in modo da mantenere costanti i parametri.

Nel 2005, in memoria del professor Parnell, venne assegnato all’esperimento della goccia di pece l’IG Nobel, parodia, ormai seguitissima, del piu’ cleebre premio Nobel.

A parte gli scherzi, si tratta di un esperimento utile per evidenziare proprieta’ dei fluidi ad alta viscosita’. Certo, oggi come oggi, le misure sono state fatte, ma l’esperimento e’ ancora in corso perche’ rappresenta ormai un simbolo sia dell’universita’ del Queensland sia una memoria storica della fisica.

Se avete tempo libero, ma ne serve molto, potete ache seguire in diretta l’esperimento, collegandovi a questo link:

Diretta Pece

Dal punto di vista chimico-fisico, i fluidi alta viscosita’ sono assolutamnete interessanti e dalle proprieta’ a dir poco strabilianti. Anche il vetro, classificato come sostanza amorfa, puo’ essere definito un fluido ad alta viscosita’. Proprio per questo motivo, alcune vetrate delle chiese piu’ antiche, mostrano delle forme allargate verso il basso, caratteristica dovuta proprio al lento movimento del fluido.

Certamente, oggi come oggi non stiamo parlando di un esperimento in grado di stravolgere la fisica, ma di un’esperienza importante dal punto di vista storico e sicuramente curiosa per noi abituati alla comunicazione e ai risultati immediati. Punto a favore, e’ certamente il costo zero dell’esperimento che richiede solo un po’ di aria condizionata per termostatare il piccolo apparato.

 

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Onde di schiuma nel Queensland

29 Gen

Ogni tanto ci piace tornare a parlare di fenomeni naturali molto strani che avvengono nel mondo, e che spesso offrono spunti molto appetibili per tanti siti catastrofisti o complottisti.

Questa volta, vorrei parlare di un fenomeno molto particolare avvenuto in Australia, e precisamente nel Queensland, dove un’enorme quantita’ di schiuma e’ arrivata dal mare invadendo completamente la citta’ di Mooloolaba. Per darvi un’idea della portata del fenomeno, vi mostro una foto trovata su web:

La schiuma che ha invaso l'Australia negli ultimi giorni

La schiuma che ha invaso l’Australia negli ultimi giorni

Intere zone della citta’ sono state invase da milioni di metri cubi di una densa schiuma che ha causato anche non pochi danni alla circolazione e alla sicurezza delle persone.

Come potete facilmente immaginare, su molti siti si e’ preso spunto da questo accaduto per tornare a parlare di fine del mondo o anche di un fenomeno causato dalle scie chimiche, da Haarp o da qualche altro marchingegno che la scienza starebbe sperimentando per avvelenarci.

Solo per completezza, vi dico subito che sulle decine di siti che ho visto, nessuno di questi riportava la causa di questo strano fenomeno, escluse ovviamente le solite ipotesi dette prima, ma solo la solita frase “gli esperti brancolano nel buio” sottolineando che fenomeni di questo tipo sono del tutto nuovi e mai verificati.

Cerchiamo dunque di fare chiarezza e di capire meglio.

Informazione nota, e piu’ o meno riportata da tutti i siti, e’ che solo pochi giorni prima, nelle stesse zone, era passato l’uragano Oswald. Questo potrebbe essere un buon inizio di discussione, ma personalmente non lo vedrei come l’unica causa di questo fenomeno ambietnale. Per quanto l’uragano possa aver causato forti venti, e questi agitato le acque della costa, non credo che centrifugando l’acqua del mare riuscirete mai ad ottenere una schiuma cosi’ compatta.

Dimenticavo, vorrei aggiungere anche un’altra foto da discutere insieme:

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Come vedete e’ solo un’altra immagine in cui si vede la stessa schiuma che invade le strade della citta’. C’e’ solo una differenza fondamentale che ho omesso appositamente di dire, questa seconda foto non e’ stata scattata nel Queensland pochi giorni fa, ma nel 2011 a Blackpool in Inghilterra. Per dirla tutta, questo fenomeno si ripete in Inghilterra circa una volta all’anno.

Dunque? Questa rapida considerazione, ci consente subito di smentire categoricamente l’affermazione che fenomeni di questo tipo non si sarebbero mai verificati in passato.

Per quanto riguarda invece la causa el fenomeno, vi racconto l’evoluzione delle considerazioni scientifiche avvenute per i fenomeni inglesi.

Per prima cosa, si parlo’ di una schiuma prodotta dalla decomposizione di un’alga. La cosa che pero’ non convinse da subito fu che non erano conosciute alghe in grado di provocare fenomeni cosi intensi durante la loro decomposizione. Inoltre, a parte un leggero grado di oleosita’, la sciuma non presentava odori particolari. Anche le analisi fatte dagli esperti, non hanno mostrato in nessun caso alcun grado di tossicita’ della schiuma, e questo e’ vero sia per il caso inglese che per quello australiano.

Cerchiamo di ragionare un attimo sull’ipotesi alga. Come detto, in Inghilterra questo e’ un fenomeno che avviene con una certa ricorrenza, ma in australia non si era mai verificato prima. Se la schiuma fosse provocata da un alga, allora sarebbe da chiedersi che cosa avrebbe spinto questa particolare alga ad invadere una zona di mare in cui non era presente prima. Capite bene che se questa ipotesi fosse verificata, allora si dovrebbe aprire una discussione ben piu’ grande sulla modificazione del clima, sulla variazione delle correnti marine o anche sull’inquinamento di zone di mare sempre maggiori.

Premesso che tutti questi problemi esistono indipendentemente dalle alghe o meno, la schiuma non e’ assolutamente prodotta dalla decomposizione di questi organismi.

La vera causa e’ da ricercarsi nei solventi utilizzati dalle petroliere e dalle piattaforme petrolifere per pulire le cisterne. Questa operazione viene in genere fatta leggermente a largo utilizzando solventi chimici non dannosi per l’ambiente. In particolare, questi solventi sono piu’ leggeri dell’acqua marina, per cui formano un sottile strato superficiale che viene poi naturalmente disperso dalle correnti. Solo per chiarezza, ci stiamo riferendo ad operazioni consentite e che utilizzano solventi completamente biodegradabili e assolutamente non nocivi per l’ambiente marino.

Ora, se per qualche motivo, la zona in cui si forma questo strato di solventi e’ interessata da un forte vento, il rimescolamento delle acque puo’ portare alla formazione di questa notevole e persistente schiuma. Questa spiegazione bene si sposa sia agli eventi inglesi che al caso australiano. Nel primo caso, le coste in questione sono da sempre interessate da un forte vento proveniente dal mare verso la costa, mentre in Australia, come detto prima, nei giorni precedenti, l’uragano Oswald aveva provocato fortissimi venti in tutta la zona.

Questa e’ la vera causa della formazione della schiuma che abbiamo visto. Come anticipato, e come confermato dalle analisi chimiche-batteriologiche effettuate, la schiuma e’ assolutamente non tossica cosi’ come i solventi che la provocano.

Concludendo, siamo in presenza di un fenomeno non del tutto naturale perche’ causato in parte dall’uomo, ma assolutamente non pericoloso e non dannoso. Inutile quindi sottolineare la totale estraneita’ di questi avvenimenti con le solite ipotesi complottiste tanto care a molte persone.

 

 

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