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INDOVINELLO...."facile facile" Opzioni
nckx83
Inviato: Thursday, October 08, 2009 9:22:38 PM

Rank: AiutAmico

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Comunque per far ciò dovresti avere una candela ed un bicchiere enormi, affinchè si produca una quantità tale d'acqua dalla combustione.
epipactis
Inviato: Thursday, October 08, 2009 9:45:54 PM
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Quasi giusto! Due precisazioni: l'ossigeno non "si esaurisce" (perchè nulla si crea e nulla si distrugge in una reazione chimica) ma si combina con il carbonio dello stoppino della candela formando CO2. La CO2 è altamente solubile nell'acqua e quindi il gas che solubilizza nell'acqua determina una depressione nel bicchiere che permette all'acqua di salire (quindi non c'entra la condensazione dell'acqua, perchè il calore dello stoppino potrà far aumentare la temperatura di qualche frazione trascurabile di grado). Per l'esperienza bastano un piatto da minestra, una candela e un bicchiere qualsiasi. Provare per credere.

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nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 12:06:40 AM

Rank: AiutAmico

Iscritto dal : 10/1/2009
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Ho dato uno sguardo su internet su quell'esperimento, è diverso da ciò che avevo in mente, infatti l'acqua può entrare ed uscire dal bicchiere, mentre io pensavo che non potesse, e cmq sarebbe stato impossibile da riprodurre in laboratorio, solo a livello teorico.

Di questo esperimento sappiamo che:
1) Il 20% circa dei gas nell'atmosfera al livello del mare è costituito dall'ossigeno.
2) l'esperimento e condotto su un sistema aperto, cioè vi è uno scambio di energia (calore) e materia (acqua) con l'esterno.
3) Vale la legge Δw = PΔV (legge sul lavoro di espansione)
Quando il gas brucia all'interno del bicchiere avremo che il calore sviluppatosi crei una differenza di pressione, (vedi legge dei gas PV= nRT) fra l'interno del bicchiere e l'esterno.
Ora questa differenza di pressione (ΔP= P(esterna) -P(interna)) tende ad azzerarsi, Δp=0, cioè P(esterna)=P(interna).
Da ricordarsi che la pressione esterna è quella atmosferica, pertanto è sempre costante!
Ora si ha che la P(interna) è maggore della P(esterna) è affinche si abbia ΔP=0 il gas aumenta di volume premendo sull'acqua e facendo diminuire il livello all'interno, secondo la legge: w = PΔV, dove w è il lavoro meccanico determinato dalla forza del gas in espansione (P= F x S, dove F= forza esercitata dal gas, in questo caso in espansione, e S= superficie alla quale viene applicata la forza) che agisce sulla superficie dell'acqua, P= pressione gas, e V= volume gas.
Mentre il gas si espande si raffredda, quindi il suo volume torna a diminuire applicando sulla superficie dell'acqua una forza uguale e contraria a quella in espansione, determinando un innalzamento del livello dell'acqua all'interno del bicchiere.
Bisogna considerare che la forza esercitata dal gas si può ritenere che agisca al 100% sull'acqua poichè essa costituisce un mezzo di contatto fra l'esterno e l'interno ed è l'unica che può essere soggetta a variazioni, in questo caso il livello, il bicchiere essendo solido rimane immutato.
Stabilito il perchè delle variazioni del livello dell'acqua, bisogna giustificarne un incremento pari a circa il 20%, ossia 1/5 del volume iniziale, all'interno del bicchiere.
Bisogna tener conto che nelle condizioni iniziali il gas era composto da 18% ossigeno, 70% azoto, 2% altri gas tipo anidride carbonica, vapore acqueo etc...
Una volta innescata la combustione l'ossigeno si trasforma nei suoi prodotti quali, ossidi di carbonio, vapore acqueo.
Una volta esaurita la combustione la % di ossigeno all'interno si aggira intorno allo 0, quindi si ha che una parte dei prodotti rimane allo stato gassoso (ossidi di carbonio) mentre l'altra (H2O) condensa (si notano le piccole goccioline sul bicchiere).
Ora si tratta di stabilire quanta CO2 e H2O si formano, per sapere questo dobbiamo sapere di cosa è fatta la candela, di solito la cera che costituisce la candela è una paraffina cioè una miscela di idrocarburi solidi le cui molecole sono costituite da catene con più di venti atomi carbonio al quale vi è legato l'idrogeno ( CH3-CH2-CH2-R, R indica una catena idrocarburica di varia lunghezza).
Perciò: nCH3-CH2-R + nO2 -----> nH2O + nCO2 n= coefficiente stechiometrico (di solito sono questi i prodotti che si hanno, non so se la candela presenta additivi chimici che possano prendere parte alla reazione di combustione, quindi ho tralasciato alcune cose che sono da ritenere trascurabili in questo esperimento e per semplicità).
In questo tipo di reazioni, pur non conoscendone i coefficienti stechiometrici, si forma più H2O che CO2, possiamo supporre che 3/4 dei prodotti siano H2O e 1/4 CO2
Dato che il reagente limitante è l'ossigeno, è il primo che si esaurisce e pure in fretta nel nostro caso, si può dire che solo 1/4 del volume occupato dall'ossigeno in precedenza è stato occupato da un nuovo gas, mentre il vapore acqueo si è condensato.
Tirando le somme abbiamo che il volume totale del gas è diminuito di:
V(ossigeno iniziale) = 20%
V(ossigeno finale) = 0%
V(anidride carbonica)= 1/4 di O iniziale
Ipotizzando un volume di 1L d'aria avremo:
Il 20% di 1L è 0.2L che moltiplicato per 1/4 ci da 0.05L
Quindi V(anidride carbonica)= 0.05L
Essendo il volume dell'ossigeno rimpiazzato dalla CO2, si evince che si è avuta una diminuzione totale di volume di 0.15L
Questi 0.15L di volume in meno possono diventare 0.20L, se si considerano le forze intermolecolari che interagiscono fra le varie molecole costituente il gas.
Per fare un esempio 4 grammi di ossigeno gassoso non occupano lo stesso spazio di 4 grammi di anidride carbonica ma un volume inferiore.
Pertanto si può assumere una diminuzione di volume pari ad 1/5 del volume che si aveva in partenza.
Ora questa diminuzione di volume può esser applicata a quanto detto inizialmente e con un paio di calcoli si può giustificare un aumento del livello dell'acqua di 1/5.
E' da tener conto che ho fatto il calcolo in base al volume mentre avrei dovuto usare il peso, ma in mancanza di dati sulle moli di ossigeno presenti, densità ecc.... certo non sarà giustissimo ma ci avviciniamo molto al risultato reale, e poi son calcoli fatti alla buona.
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 12:13:06 AM

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Iscritto dal : 10/1/2009
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epipactis ha scritto:
Quasi giusto! Due precisazioni: l'ossigeno non "si esaurisce" (perchè nulla si crea e nulla si distrugge in una reazione chimica) ma si combina con il carbonio dello stoppino della candela formando CO2. La CO2 è altamente solubile nell'acqua e quindi il gas che solubilizza nell'acqua determina una depressione nel bicchiere che permette all'acqua di salire (quindi non c'entra la condensazione dell'acqua, perchè il calore dello stoppino potrà far aumentare la temperatura di qualche frazione trascurabile di grado). Per l'esperienza bastano un piatto da minestra, una candela e un bicchiere qualsiasi. Provare per credere.

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La CO2 solubilizzata in acqua è instabile ci vuole una grande pressione per poterlo fare e basta poco per far si che si liberi (vedi bevande gasate)
Non credo che durante questo esperimento vi sia solubilizzazione di CO2 in acqua.
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 12:22:23 AM

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Iscritto dal : 10/1/2009
Posts: 258
Scusa ho detto una scemenza, vista l'ora.
stavo pensando alla foramzione dell'acido carbonico che a sua volta libera idrogeno che viene espulso dall'acqua.
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 12:28:19 AM

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Iscritto dal : 10/1/2009
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Inoltre non consideravo l'utilizzo di acqua pura, credo che la normale acqua di bottiglia sia satura o quasi di CO2.
epipactis
Inviato: Friday, October 09, 2009 6:55:04 AM
Rank: AiutAmico

Iscritto dal : 3/11/2009
Posts: 2,276
Hai fatto troppi calcoli introducendo troppe ipotesi non corrette per cui tutto il tuo ragionamento, se pur apprezzabile, risulta alla fine scorretto perchè i calcoli (sbagliati) non sono coerenti con la conclusione. La mia spiegazione è qualitativa e non quantitativa, ma rende conto del fenomeno in maniera semplice ma corretta dal punto di vista chimico. Nelle bevande gassate infine la CO2 si libera perchè vi è stata immessa a pressione, per cui la soluzione satura a quella pressione, libera il gas quando la bottiglia si stappa in quanto la soluzione diventa immediatamente sovra satura a pressione ambiente. Agitando prima la bottiglia e quindi conferendo una energia cinetica maggiore alle molecole di gas presenti, si avrà in base alla teoria cinetica dei gas una pressione maggiore e quindi otterremo uno spruzzo considerevole. Cosa succede mettendo una "mentos" in una bottiglia di bevanda gassata è un'altra storia.........
Comunque complimenti per il lavoro svolto.



ecofive
Inviato: Friday, October 09, 2009 8:20:26 AM

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azzurrag
Inviato: Friday, October 09, 2009 8:55:33 AM

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Iscritto dal : 4/14/2009
Posts: 2,264
Questo, invece, è un esperimento sull'uomo, con un mio punto interrogativo sull'effetto finale, perchè non è inquadrata per intero tutta la scena:

http://www.youtube.com/watch?v=vgQ9kvLGXS8&NR=1

Certo che se le cose stessero proprio così ....
epipactis
Inviato: Friday, October 09, 2009 12:47:09 PM
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Iscritto dal : 3/11/2009
Posts: 2,276
azzurrag ha scritto:
Questo, invece, è un esperimento sull'uomo, con un mio punto interrogativo sull'effetto finale, perchè non è inquadrata per intero tutta la scena:

http://www.youtube.com/watch?v=vgQ9kvLGXS8&NR=1

Certo che se le cose stessero proprio così ....

Non ti preoccupare: è tutta una sceneggiata, perchè l'uomo ha ingurgitato molte Mentos ma poca Coca, per cui al massimo avrà emesso un ruttone da primato......
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 3:37:45 PM

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Iscritto dal : 10/1/2009
Posts: 258
epipactis ha scritto:
Hai fatto troppi calcoli introducendo troppe ipotesi non corrette per cui tutto il tuo ragionamento, se pur apprezzabile, risulta alla fine scorretto perchè i calcoli (sbagliati) non sono coerenti con la conclusione. La mia spiegazione è qualitativa e non quantitativa, ma rende conto del fenomeno in maniera semplice ma corretta dal punto di vista chimico. Nelle bevande gassate infine la CO2 si libera perchè vi è stata immessa a pressione, per cui la soluzione satura a quella pressione, libera il gas quando la bottiglia si stappa in quanto la soluzione diventa immediatamente sovra satura a pressione ambiente. Agitando prima la bottiglia e quindi conferendo una energia cinetica maggiore alle molecole di gas presenti, si avrà in base alla teoria cinetica dei gas una pressione maggiore e quindi otterremo uno spruzzo considerevole. Cosa succede mettendo una "mentos" in una bottiglia di bevanda gassata è un'altra storia.........
Comunque complimenti per il lavoro svolto.





Lo so ho fatto troppi calcoli e non avendo dati a disposizione non possono essere giusti pertanto risulta ovvio che alcune ipotesi sono inesatte, ma l'ho fatto solamente per dare un'idea.
Poi non ho tenuto conto della solubilità della CO2 in acqua (non ci avevo pensato).
Comunque se nella reazione di combustione avessimo utilizzato un altro tipo di combustibile non ha base di carbonio, in linea di principio il fenomeno si sarebbe potuto ripetere?
azzurrag
Inviato: Friday, October 09, 2009 3:55:52 PM

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Iscritto dal : 4/14/2009
Posts: 2,264
epipactis ha scritto:
azzurrag ha scritto:
Questo, invece, è un esperimento sull'uomo, con un mio punto interrogativo sull'effetto finale, perchè non è inquadrata per intero tutta la scena:

http://www.youtube.com/watch?v=vgQ9kvLGXS8&NR=1

Certo che se le cose stessero proprio così ....

Non ti preoccupare: è tutta una sceneggiata, perchè l'uomo ha ingurgitato molte Mentos ma poca Coca, per cui al massimo avrà emesso un ruttone da primato......


Ti dirò: mi avevano lasciata perplessa la traiettoria dell'espulsione, nonché il colore del materiale emesso.
Grazie per la tua replica :-)

Una curiosità personale, Epipactis, se vorrai rispondere.... altrimenti non è un problema : sei un Prof. di Chimica?
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 7:10:35 PM

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Iscritto dal : 10/1/2009
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Vi faccio un'altro indovinello che non ha a che fare con la scienza.
Un asino legato con una corda lunga 10 metri si trova nell'angolo del suo recinto di forma quadrata avente area pari a 100 metri quadri.
Per poter mangiare deve recarsi nell'angolo opposto al suo dove si trova del fieno.
L'asino, pur non conoscendo né la matematica né la geometria, si alza e va mangiare.
Come ha fatto?
POLVERE
Inviato: Friday, October 09, 2009 7:20:38 PM

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Posts: 2,556
Si scioglie dalla corda ....e va a mangiare.. Drool Drool
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 7:23:30 PM

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Iscritto dal : 10/1/2009
Posts: 258
Ehehehe, non puòDrool
simo95
Inviato: Friday, October 09, 2009 7:30:29 PM

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Iscritto dal : 12/4/2008
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epipactis ha scritto:
monsee ha scritto:
Non è possibile.
Siano appoggiati a terra oppure in volo, gli uccelli sono comunque soggetti a forza d'attrazione gravitazionale.

Ha perfettamente e totalmente ragione Monsee: il sistema (visto che il cassone è chiuso ermeticamente) non varia la propria massa per quanto i poveri pennuti (ai quali, come zoofilo, va la mia massima comprensione) starnazzino e svolazzino.
Adesso io rilancio con un'altra questione.
Tutti conoscono l'esperienza che permette di dimostrare la presenza dell'ossigeno nell'aria; si tratta di porre sul fondo di un recipiente con un po' d'acqua una candela e successivamente ponendoci sopra un bicchiere, la candela si spegne e l'acqua sale per circa 1/5 del volume del bicchiere (infatti l'ossigeno nell'aria è circa il 20% del totale).
Chi mi sa dare una spiegazione del fenomeno che sia rigorosamente corretta dal punta di vista scientifico?


Non bisogna confondere massa con peso.

La massa è la quantità di materia che compone un corpo, misurabile con la bilancia a bracci uguali. (U.M. S.I. Kg massa)

Il peso è invece la misura della forza che l'accererazione di gravità esercita ad una massa. Si misura con il dinamometro. (U.M. S.I. Kg peso)

Sulla terra, i due valori sono pressochè simili, se invece ipotizando ci rechiamo su un'altro globo la massa rimane invariata, il peso invece, dipende dall'accelerazione di gravità del pianeta visitato.

Ciao
nckx83
Inviato: Friday, October 09, 2009 7:40:00 PM

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Iscritto dal : 10/1/2009
Posts: 258
Si, massa e peso sono due cose diverse anche se il peso è correlato alla massa, infatti non è altro che la forza gravitazionale che agisce su una massa.
Sono differenti anche le unità di misura.
Kg per la massa e N per il peso.
monsee
Inviato: Friday, October 09, 2009 8:09:53 PM
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Iscritto dal : 4/5/2005
Posts: 22,971
nckx83 ha scritto:
il peso è correlato alla massa, infatti non è altro che la forza gravitazionale che agisce su una massa.

Scusa, ma penso che ci sia stato un lapsus.
Non è la FORZA gravitazionale: è l'accelerazione gravitazionale. Non son la stessa cosa, se ci pensi.
simo95
Inviato: Friday, October 09, 2009 8:19:41 PM

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monsee ha scritto:
nckx83 ha scritto:
il peso è correlato alla massa, infatti non è altro che la forza gravitazionale che agisce su una massa.

Scusa, ma penso che ci sia stato un lapsus.
Non è la FORZA gravitazionale: è l'accelerazione gravitazionale. Non son la stessa cosa, se ci pensi.


Esatto. Drool
monsee
Inviato: Friday, October 09, 2009 8:25:01 PM
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Iscritto dal : 4/5/2005
Posts: 22,971
Niente di male.
Capita, alle volte, nel parlare comune, di dire "forza" intendendo, invece, una accelerazione.
Non c'è da stupirsi , perciò, che un piccolo lapsus possa avvenir pure scrivendo.
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