Re: combustione con depressione

From: Elio Fabri <mcq8827_at_mcqlink.it>
Date: 2000/04/12

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Mauro D'Uffizi ha scritto:
>> "Loris RINALDO" ha scritto nel messaggio
>> -vorrei avere qualche chiarimento in merito ad un banale
>> -esperimento:
>> - porre una piccola candela accesa in un piatto con 1 cm d'acqua
>> - coprire la candela con un bicchiere capovolto
>> -Si assiste dopo pochi secondi allo spegimento della candela e
>> -alla risalita d'acqua nel bicchiere (come se si fosse creata una
>> -depressione all'interno del bicchiere).
>>
>> -Chi mi sa dare una spiegaizione di quest'ultimo fenomeno?
>
> La spiegazione classica dice che la candela bruciando consuma
> l'ossigeno contenuto nel bicchiere, circa il 20% dell'aria
> presente, e pertanto si crea una depressione che risucchia acqua in
> proporzione.
> Se pero' provi a scrivere la reazione trovi che (ammettiamo per
> semplicita' che al posto della candela ci sia puro carbone) un
> atomo di carbone solido reagisce con una molecola di O2 gassoso
> dando una molecola di CO2 pure gassosa.
> Poiche' il solido occupava ben poco spazio, puoi considerare solo
> la molecola di ossigeno scomparsa e quella di anidride carbonica
> apparsa.
> Volumetricamente non ci sono variazioni.
>
> Il segreto e' che l'anidride carbonica e' enormemente piu' solubile
> dell'ossigeno in acqua!

Si', ma non puoi approssimare una candela con un pezzo di carbone!
Una migliore appross. e' (CH2)n. Se tieni conto dell'idrogeno, vedi che
per ogni CH2 bruciato scompare 1 1/2 molecola O2 e si forma: 1 mol. CO2
e una mol. H2O, entrambi inizialmente allo stato gassoso, e per di piu'
a temperatura maggiore di quella ambiente. Quindi il volume dovrebbe
addirittura aumentare!

E' vero quello che dici: CO2 si scioglie nell'acqua liquida; allo stesso
tempo il vapore H2O, formatosi inizialmente, condensa sulle pareti. Poi
il gas si raffredda, e alla fine il volume e' minore.
Da notare che infatti l'acqua non risale subito.

Inoltre non bisogna credere che tutto l'ossigeno dell'aria venga
consumato prima che la candela si spenga: credo che ne resti circa la
meta', perche' se la concentrazione dell'ossigeno e' inferiore al 10%
non riesce a mantenere la combustione.

Commento. Per capire decentemente il fenomeno bisogna sapere un sacco di
cose: composizione chimica della cera; reazioni della combustione; leggi
dei gas, ecc.
Invece questo esperimento viene allegramente presentato in molti libri
di testo come *prova diretta* che nell'aria c'e' il 20% di ossigeno...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
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Received on Wed Apr 12 2000 - 00:00:00 CEST