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PRINCIPIO DI ARCHIMEDE
Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l' alto pari
al peso del volume del fluido che sposta. Il GAV è una applicazione pratica
del Principio di Archimede.
Assetto positivo
Il peso specifico di un corpo è inferiore a quello dell' acqua
(corpo che galleggia).
Assetto neutro
Il peso specifico di un corpo è uguale a quello dell' acqua
(equilibrio idrostatico).
Assetto negativo
Il peso specifico di un corpo è superiore a quello dell' acqua
(corpo che affonda).
PRINCIPIO DI PASCAL
Equipressione:
la pressione interna è uguale alla pressione esterna
Depressione:
la pressione interna
è minore della pressione esterna
Sovrapressione:
la pressione interna
è maggiore della pressione esterna
La legge fisica basilare ai fini dell'attività subacquea, prima ancora di quelle che
descrivono il comportamento dei gas alle diverse pressioni, è quella della non
comprimibilità dei liquidi. Il corpo umano è costituito per una percentuale molto
elevata da liquidi: ciò spiega perché, pure a profondità (e quindi pressioni)
elevate, non venga "schiacciato" dal peso dell'acqua .
PRINCIPIO DI TORRICELLI
1 ATM = 1Kg/cm = 760mm Hg = 1 BAR = 10 metri HO (a livello del mare).
Una colonna di mercurio di 760mm di altezza e 1cm di base, pesa 1Kg
(1Kg per cm di pressione). In acqua la pressione aumenta di 1 atmosfera
ogni 10 metri di profondità.
Pressione atmosferica
Torricelli nel 1644 riempì di mercurio una provetta
di vetro lunga 1 metro
e della sezione di 1cm e la capovolse in una vasca, anch' essa piena di
mercurio. Il livello del mercurio nella provetta cominciò a calare, ma si fermò
quando raggiunse l'altezza di 760mm. Torricelli dedusse che il peso dell'aria
che premeva sulla vaschetta (la sua pressione) fosse equivalente a quello
della colonna di mercurio rimasta nella provetta. Egli definì quindi come peso
dell' atmosfera il peso della colonna di mercurio alta 760 mm e con sezione
di 1 cm: per questo tale valore viene chiamato
"atmosfera".
Pressione idrostatica
La pressione idrostatica è la misura del peso (pressione) di una colonna
d'acqua. Intorno al 1650, Pascal misurò la pressione idrostatica ripetendo
l' esperimento di Torricelli con una colonna più alta e riempita d'acqua anzichè
di mercurio: essendo l' acqua più leggera del mercurio (13,6 volte) l'equilibrio
venne stabilito quando il livello della colonna d' acqua raggiunse l' altezza di
circa 10m (760 x 13,6). Diversamente dall'aria, l' acqua, essendo un liquido,
è incomprimibile; pertanto è possibile osservare un incremento costante di
1 atmosfera per ogni aumento di 10 metri della colonna d'acqua.
LEGGE DI BOYLE E MARIOTTE (Temperatura costante)
A temperatura costante, il volume di un gas varia in maniera inversamente
proporzionale rispetto alla pressione cui è sottoposto. Un palloncino con 5 litri
d' aria a livello del mare alla profondità di -10 metri (pressione 2 ATA) il suo
volume dimezzerà, a -20 metri (pressione 3 ATA) diventerà 1/3, a -30 metri
(pressione 4 ATA) il suo volume diventerà 1/4 del volume iniziale.
LEGGE DI CHARLES (Volume costante)
A volume costante, la pressione di un gas è proporzionale alla sua temperatura. Ogni aumento di temperature provoca un aumento di pressione.
LEGGE DI HENRY (Temperatura costante)
A temperatura costante, il quantitativo di gas che si può disciogliere in
n liquido è proporzionale alla pressione che quel gas esercita sulla
superficie del liquido. Questa legge si applica sia ai gas puri che alle
miscele di gas; ciascun gas contenuto in una miscela si comporta
indipendentemente dagli altri gas presenti e si cioglie nel liquido in
proporzione alla sua pressione parziale (Pp). La velocità con cui viene
raggiunto l' equilibrio varia a seconda della composizione del liquido,
delle caratteristiche di solubilità del gas, dell' ampiezza della superficie
di contatto fra il liquido e il gas, della temperatura e di altri parametri
meno rilevanti.
Saturazione
Quando la pressione del gas sciolto nel liquido eguaglia la pressione del
gas nel miscuglio a contatto col liquido, si instaura un equilibrio fra il
numero di molecole di gas che si sciolgono e il numero di quelle che
vengono liberate dal liquido. Il liquido si definisce in STATO DI SATURA-
ZIONE per quel gas a quella pressione ambiente.
Sovrasaturazione
Se la pressione parziale del gas sciolto nel liquido è superiore a quella del gas nel miscuglio, il liquido si definisce SOVRASATURO e le molecole tenderanno a passare in maggior numero dal liquido alla fase gassosa, fino a raggiungere lo stato di equilibrio. Il fenomeno inverso si verifica se la pressione parziale del gas nel miscuglio è superiore a quella del liquido.
LEGGE DI DALTON
La pressione totale esercitata da una miscela di gas è data dalla somma delle pressioni che ciascun gas esisterebbe se fosse presente lui solo ed occupasse il volume totale occupato dalla miscela. In una miscela di gas la pressione che un singolo gas esercita rispetto alla pressione totale della miscela viene detta PRESSIONE PARZIALE di quel gas.