Barometro di Fortin Off. Galileo Firenze. Prima parte.
Nell`inventario D del 1956 al n° 3174/5 si legge: “Barometro di Fortin da parete con nonio 1/20 – destinazione Fisica”. Risulta acquistato il 5 novembre del 1962.
L`etichetta Off. Galileo è incollata sulla parte superiore; il numero di matricola è 0428.
Ma si pensa che sia stato commissionato alla SIAP di Bologna; SIAP è l`acronimo di Società Italiana di Apparecchi di Precisione.
La taratura si riferisce alla temperatura di 0°C e all`accelerazione di gravità di 9,80665 m/s².
Le due scale di misura, incise sui bordi di una fenditura praticata longitudinalmente sul tubo di custodia, vanno da 800 a 1130 mB a destra e da 600 a 850 mm di mercurio a sinistra, in modo tale che l`apparecchio possa servire fino al 2000 m di altitudine. La temperatura di esercizio va da -10°C a + 50°C.
L`altezza del tubo contenente la colonnina di mercurio è di circa 87 cm, misurato dal pelo libero del mercurio nel pozzetto inferiore.
Esistono al Montani due copie di un libretto di istruzioni dettagliatissime che sono della S.I.A.P. di Bologna, coincidenza vuole che i disegni e i particolari tecnici corrispondono a questo esemplare.
Questo tipo di barometro fu perfezionato da N. Fortin (1750 – 1831) all`incirca nel 1810 ed è una variante più sofisticata del barometro di Torricelli. Esso è trasportabile se si prendono opportune cautele descritte nel libretto di istruzioni e va appeso alla parete verticalmente.
Il primo barometro della storia si deve a G. Berti (1600 – 1643) che nel 1640 usò un tubo di piombo lungo circa undici metri, posto in verticale, chiuso all`estremità superiore e riempito d`acqua che pescava su una vasca anch`essa contenente acqua. Il livello dell`acqua, appena il tubo veniva aperto nella parte inferiore immersa nell`acqua, scendeva a circa nove metri. Siccome nella parte superiore del tubo si veniva a creare un certo grado di vuoto, l`acqua aveva l`inconveniente di evaporare facilmente dando luogo ad una tensione di vapore saturo che faceva abbassare il livello nel tubo (detto livello invece avrebbe dovuto essere intorno ai dieci metri); inoltre vi si instauravano correnti convettive dovute alla differenza di temperatura tra l`acqua nella parte superiore del tubo e quella nella vasca.
Torricelli (1608 – 1647) nel 1643 – 1644 sostituì l`acqua con il mercurio che ha i seguenti vantaggi: la sua densità di circa 13,54 volte quella dell`acqua permette che la lunghezza del tubo si limiti a circa un metro, la sua evaporazione è molto bassa e dunque la tensione di vapore che si ha nella zona superiore del tubo influenza poco la misura. Il livello del mercurio, una volta aperto il tubo nella parte immersa nella vaschetta si porta circa a 760 mm di altezza rispetto alla superficie del mercurio nella vaschetta in determinate condizioni di altitudine, latitudine e temperatura.
Il funzionamento del barometro di Torricelli (come quello di Berti) si basa sull`equilibrio tra la pressione esercitata dalla colonna di mercurio, presente nel tubo di vetro, sulla superficie interna al tubo a livello della superficie del mercurio nella vaschetta e la pressione atmosferica che agisce sulla superficie libera del mercurio nella vaschetta.
Dunque la pressione p = d g h (dove d è la densità del mercurio, g è l`accelerazione di gravità locale, h è l`altezza raggiunta dal mercurio nel tubo rispetto alla superficie del mercurio nella vaschetta) è in equilibrio con quella esercitata dall`atmosfera sulla superficie del mercurio contenuto nella vaschetta.
Nel barometro di Torricelli il livello del mercurio nella vaschetta, preso come riferimento per le misure di altezza della colonna, varia dunque a seconda della pressione atmosferica, poiché quando la pressione atmosferica è alta spinge maggiore quantità di mercurio nel tubo e il livello in esso sale, ma scende nella vaschetta; viceversa, quando è la pressione è bassa il livello nel tubo scende riversandosi nella vaschetta.
Il barometro Fortin non presenta questo inconveniente per la forma della vaschetta che ha il fondo di pelle il quale si può alzare ed abbassare mediante una vite. Quando il pelo libero del mercurio sfiora una punta conica rivolta verso il basso lo strumento è tarato. La lettura è agevolata da un nonio ventesimale, ma per avere una buona precisione nella misura bisogna apportare (a meno che non si conosca con precisione l`accelerazione di gravità locale) correzioni gravimetriche dovute all`altezza rispetto al livello del mare medio, correzioni gravimetriche dovute alla latitudine; inoltre bisogna apportare correzioni dovute alla temperatura che influenza il volume del mercurio, ciò spiega la presenza del termometro.
Nella seconda parte vi sono le istruzioni della SIAP che riportiamo solo nelle parti essenziali per una spiegazione più approfondita. Per consultarla scrivere “Fortin” su Cerca.
Per le correzioni esistono apposite tabelle nel libretto di istruzioni.
Ulteriori disegni esplicativi si trovano nella scheda dedicata la barometro di Torricelli (scrivere “Torricelli” su Cerca).
Le figure 152 e 154 sono alle pagine 155 e 156 di Elementary Treatise on Physics Experimental and Applied transalted from Ganot’s Éléments De Physique by E. Atkinsons, W. Wood & Co. New York 1910; rinvenibile all’indirizzo:
https://archive.org/details/treatphysics00ganorich
Le figure 80 e 81 sono a pag. 90 di A. Ganot, Trattato Elementare di Fisica Sperimentale ed Applicata, versione di G. Gorini, F. Pagnoni, Milano 1861; rinvenibile all’indirizzo:
https://archive.org/details/bub_gb_1BsQibxllmYC .
Bibliografia: numerosissimi sono il libri su cui trovare sia il barometro di Torricelli sia quello di Fortin.
Un breve ed efficace riassunto storico si trova in M. Guidone, Esiste il vuoto?, Il Montani n° 3-4 dicembre 2000.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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