Con questo semplice esperimento, osserviamo due leggi che riguardano la meccanica dei fluidi: la legge di Pascal e il principio di Archimede!!
Occorrente:
bottiglia
acqua
tappo della penna
nastro autoadesivo
graffetta
Procedimento:
Sigillare l’estremità superiore del tappo della penna mediante il nastro autoadesivo in modo da non lasciare fori. Unire la graffetta alla parte inferiore del tappo, utilizzando il nastro autoadesivo, in modo tale da mantenere il tappo verticale, una volta immerso nell’acqua. Otteniamo così il nostro DIAVOLETTO!! Inserire il diavoletto all’interno della bottiglia riempita con l’acqua e chiuderla. Applicare una pressione sulla bottiglia, stringendo con le mani le pareti della stessa.
N.B. Se quando viene chiusa la bottiglia il tappo non galleggia sulla superficie, controllare di aver sigillato bene la parte superiore.
Osservazioni:
inizialmente il diavoletto galleggia sulla superficie, ma esercitando la forza sulla bottiglia, il diavoletto scende sul fondo. Se non si applica più la pressione sulle pareti della bottiglia, il diavoletto tornerà a galleggiare.
PERCHÉ??
Spiegazione:
Inizialmente il diavoletto è in equilibrio tra la forza di Archimede, che lo spinge verso l’alto, e la sua forza peso, che tende a farlo scendere. Quando viene applicata la pressione sulle pareti della bottiglia, l’acqua, essendo un liquido, è incomprimibile quindi andrà ad occupare lo spazio, prima occupato dell’aria, all’interno del diavoletto, che aumenterà la sua densità e conseguentemente scenderà verso il basso, vincendo la spinta di Archimede. Ma perché l’acqua risente della forza esercitata sulle pareti? Ciò è dovuto alla legge di Pascal secondo cui la pressione applicata a un fluido all’interno di un contenitore viene trasmessa senza subire variazioni a tutte le superfici a contatto con il fluido.
*Makers ITIS Forlì non si assumono alcuna responsabilità per danni a cose, persone o animali derivanti dall’utilizzo delle informazioni contenute in questa pagina. Tutto il materiale contenuto in questa pagina ha fini esclusivamente informativi.
Cos’è un polarimetro casalingo? Ha a che fare con i polli? No, è uno strumento che permette di ruotare la luce e scoprire quali sostanze sono in grado di farlo. Proviamo a costruirne uno!
Teoria
La luce è un’onda elettromagnetica cioè l’unione di un’onda elettrica ed un’onda magnetica. Queste due onde oscillano perpendicolarmente una rispetto all’altra perfettamente sincronizzate. La luce si propaga in tutte le direzioni e le onde oscillano su tutti i possibili piani dello spazio.
Normalmente non possiamo notare questo fenomeno ma con dei particolari filtri è possibile separare le onde elettromagnetiche come se usassimo dei setacci. Questi setacci si chiamano filtri polarizzatori, sono in grado di assorbire e disperdere le onde elettromagnetiche indesiderate e far passare solo quelle che oscillano su un piano desiderato. I primi filtri polarizzatori furono i prismi di Nicol che permettono di ottenere un raggio di luce polarizzata grazie a fenomeni di rifrazione e riflessione, sono dei prismi di spato d’Islanda (calcite) opportunamente tagliati ed incollati con del balsamo del Canada. Oggi sono più comuni i filtri Polaroid formati da alcol polivinilico opportunamente lavorato, ciò permette la semplice costruzione di un polarimetro casalingo.
Costruzione*
sorgente luminosa
2 filtri polarizzatori
goniometro
scatola di cartone
contenitore di vetro trasparente
La sorgente luminosa può essere una qualsiasi lampadina o torcia a batterie con una luminosità sufficiente da attraversare i due filtri ed il campione. I filtri polarizzatori possono essere recuperati dagli schermi LCD. Per verificare il funzionamento dei filtri basta sovrapporli e ruotarne uno, si nota una variazione di luminosità della luce che li attraversa al variare dell’angolo di rotazione. Quando i filtri avranno le direzioni di polarizzazione perpendicolari non passerà alcuna luce fra di essi.
Si dispone in una scatola tutti i componenti come nell’immagine a lato, tra la sorgente luminosa e il primo filtro polarizzatore si colloca uno schermo di cartone con un foro per indirizzare la luce al campione. Si monta il secondo filtro polarizzatore (vicino all’occhio dell’osservatore) su un goniometro che permette di misurare l’angolo di rotazione tra i due filtri.
Il campione viene posto sul raggio luminoso tra i due filtri polarizzatori, se è un liquido si usa un contenitore di vetro trasparente.
Taratura
Senza mettere il campione nello strumento si accende la luce e si ruota il goniometro su cui è montato il filtro analizzatore. Osservando dal rimo filtro (analizzatore) si deve notare la totale scomparsa della luce. Si annota l’angolo di partenza.
Misurazione
Si pone nello strumento il campione e si procede con una nuova osservazione. Bisognerà ruotare nuovamente il filtro fino a totale scomparsa della luce. Si annota nuovamente l’angolo e lo si sottrae alla prima misura compiuta senza campione. L’angolo ottenuto per differenza sara il potere ottico rotatorio della sostanza. Se pur mettendo il campione nello strumento (dopo la fase di taratura) non si nota nessuna differenza vuol dire che la sostanza non è otticamente attiva.
Questo polarimetro casalingo è indispensabile nel laboratorio dei makers
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Se vi è mai capitato di avere problemi con qualche tasto del telecomando e siete stati tentati di rimpiazzarlo con un nuovo modello questa guida sulla riparazione di un telecomando TV vi cambierà la vita.
Molte persone pensano che la riparazione degli oggetti di uso comune sia un’attività complessa ma in realtà alcuni oggetti possono essere riparati anche senza essere tecnici specializzati. Oggigiorno la scelta di riparare un oggetto prima di gettarlo nel bidone assume un importanza cruciale nella nostra vita, non solo dal punto di vista economico ma anche ambientale. Di seguito riportiamo i passaggi base per la riparazione del telecomando TV.
Controlli preliminari
Prima di aprire il telecomando* e procedere con la riparazione è sempre bene verificare che le batterie siano cariche e che i contatti delle pile non siano ossidati, se così non fosse è bene rimuovere l’ossido con un pezzetto di carta abrasiva e sostituire le pile con delle nuove.
Verifica del LED infrarosso (IR)
Una volta eseguiti i passaggi preliminari si procede con la verifica del funzionamento del LED infrarosso posto sulla punta del telecomando. Il LED IR è una sorta di lampadina che emette una luce che i nostri occhi non possono percepire ma che le fotocamere dei cellulari (o anche delle vecchie videocamere a colori) riescono a registrare. Basterà puntare il telecomando verso la fotocamera e spingere qualsiasi tasto, se il telecomando è funzionante si osserverà nell’immagine ripresa dal cellulare un piccolo bagliore violaceo lampeggiante uscire dalla punta del telecomando. Se anche controllando tutti i tasti non si osserva nulla si procede con l’apertura del telecomando.
Apertura del telecomando e pulizia dei contatti interni
Il fenomeno che si presenta più frequentemente nei telecomandi è l’usura e lo sporcamento dei contatti dei pulsanti.
Si rimuovono le batterie ed eventuali viti presenti sul retro del telecomando, controllando anche nel vano porta-batterie.
Munendosi di cacciaviti a taglio di piccola misura e una vecchia tessera di plastica si fa leva sulla fessura che circonda la scocca del telecomando. Una volta aperta la scocca separare il “tappetino” di gomma con i tasti dal circuito stampato. Pulire con delicatezza le superfici dei contatti sulla scheda e sul “tappetino” di gomma con un cotton fioc imbevuto di alcol (non vanno usati altri tipi di solventi). Bisognerà rimuovere tutto lo sporco e lo strato di ossido che causano il malfunzionamento del dispositivo. Puliti adeguatamente sia la scheda che i gommini dei tasti asciugare con un secondo cotton fioc. È importante pulire ed asciugare sia i contatti della scheda elettronica che i gommini che premono su di essi per la riuscita dei prossimi passaggi.
Deposizione grafite conduttiva
Bisognerà quindi ripristinare lo strato conduttivo dei bottoni tramite uno strato di grafite, ciò può essere fatto comodamente tramite una matita. Durante i prossimi passaggi è consigliato munirsi di una lente di ingrandimento e pazienza.
Ripassare con attenzione i contatti sulla scheda elettronica con una matita non troppo appuntita, evitando di uscire fuori dalle superfici in rilievo di colore scuro. Se si dovesse uscire da tali superfici si cortocircuiterebbe un tasto del telecomando rischiando di lasciare sempre acceso il LED IR e compromettendo il corretto funzionamento dell’intero dispositivo. Una volta ripassati i contatti di tutti i tasti questi assumeranno un aspetto grigio lucido. Passare più volte la matita anche sui gommini dei tasti a contatto con la scheda evitando la lacerazione del “tappetino” di gomma.
Riassemblare il telecomando e verificate il funzionamento come spiegato nella sezione Verifica del LED infrarosso (IR). Se il telecomando non dovesse funzionare ripetere la procedura di deposizione della grafite. Se il LED IR dovesse rimanere sempre acceso anche senza premere alcun tasto ciò significa che vi è un deposito eccessivo di grafite su uno dei contatti della scheda elettronica, andrà rimosso con un cotton fioc asciutto e ritestato il corretto funzionamento.
Questa è la riparazione di un telecomando TV a portata di tutti secondo noi makers
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La spettroscopia di emissione atomica è una tecnica analitica utilizzata per analisi di metalli in tracce, si basa sull’emissione di un fotone da parte di un atomo metallico eccitato termicamente. La lunghezza d’onda della radiazione emessa sarà univoca per ogni elemento(cioè ogni elemento avrà un proprio colore) e l’intensità della radiazione sarà proporzionale alla quantità di sostanza analizzata. I chimici usano uno strumento chiamato spettrometro ad emissione atomica.
Apparecchiatura
Lo spettrometro ad emissione atomica è composta da:
Nebulizzatore: formato da due aghi perpendicolari, uno collegato all’aria compressa e l’altro al campione. Il campione sarà aspirato secondo l’effetto Venturi e il getto d’aria compressa nebulizzerà finemente il liquido.
Atomizzatore: si può usare un becco Bunsen o fornello da campeggio ponendo all’entrata dell’aria l’uscita del nebulizzatore.
Spettrometro: scatola di legno con un reticolo di diffrazione a 30° rispetto al raggio d’entrata (settore di CD-ROM spellato) ed una fenditura mobile(ricavata da 2 lamette da barba e del cartone).
Rivelatore: cellulare in modalità manuale ISO800 e diaframma 1.
Esperimento
L’esperimento* consiste nella quantificazione del sodio nell’acqua di rubinetto.
Materiale:
Standard: soluzioni a diversa concentrazione di cloruro di sodio (sale da cucina) in acqua distillata
Acqua distillata
Aria compressa 0,2 bar
Cellulare
Computer
Si accende la fiamma a butano, si apre l’aria compressa e s’immerge il tubo del nebulizzatore nella soluzione da misurare. La fiamma cambierà colore indicando il tipo di metallo contenuto nel campione (nel nostro caso il sodio è arancione). Si regola la fenditura e si allinea lo spettrometro con la fiamma permettendo al cellulare di immortalare lo spettro.
Analisi dati
Una volta registrati gli spettri di tutti gli standard e del campione si analizzano le immagini mediante il software Tracker, ricavando i massimi di intensità per la specifica riga spettrale del sodio. Ottenuti i massimi d’intensità si interpolano con i valori di concentrazione degli standard e si usa la retta di regressione per determinare la concentrazione di sodio nel campione.
Per saperne di più e vedere qualche esperimento guardate il video e il canale YouTube.
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Tutti gli esperimenti dei makers di chimica elettronica e riciclo. Consigli utili e curiosità per una conoscenza trasversale del mondo.
“noi montiamo e smontiamo delle costruzioni molto piccole (…) siamo come dei ciechi con le dita sensibili (…)abbiamo inventato diversi trucchi intelligenti per riconoscerle senza vederle.“
Primo Levi, La chiave a stella (Acciughe I), Torino: Einaudi, 1978.
