Il sifone: l’acqua che scavalca il bordo
Con un tubo pieno d’acqua si può svuotare una vasca facendo passare l’acqua sopra il bordo, senza pompe: basta che l’uscita sia più in basso del pelo dell’acqua. La velocità di uscita dipende solo dal dislivello. Ma la pressione nel punto più alto è bassa, e se il colmo supera una decina di metri il sifone non funziona più.
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al colmo: p = patm − ρ g hcolmo − ½ ρ v²
Fra il pelo dell’acqua nella vasca e l’uscita del tubo, tutti e due a pressione atmosferica, Bernoulli dà la stessa relazione di Torricelli: v = √(2 g · dislivello). Il colmo non conta per la velocità: l’acqua che sale da una parte è bilanciata da quella che scende dall’altra.
Al colmo l’acqua è più in alto e si muove: la sua pressione è patm − ρ g h − ½ ρ v², più bassa di quella atmosferica. È la pressione atmosferica sul pelo della vasca a spingere l’acqua su per il tubo.
Se la pressione al colmo scende fino alla tensione di vapore (2,3 kPa a 20 °C), l’acqua bolle a temperatura ambiente, nel tubo si forma una bolla di vapore e la colonna si spezza. Per questo nessun sifone ad acqua funziona con il colmo più alto di circa 10 m: lo stesso limite delle pompe aspiranti.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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