» Elettrometro capillare di Lippmann (0157)

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DESCRIZIONE

Si tratta di un elettrometro particolarmente sensibile, in grado di apprezzare minime variazioni di tensione (decimillesimo di Volt). Il suo funzionamento è basato sull'elettrocapillarità, fenomeno per cui una variazione di potenziale tra due elettrodi allo stato liquido (mercurio ed acqua acidulata) determina una variazione della tensione superficiale alla superficie di contatto tra i due liquidi non miscibili. E' infatti quest'ultima variazione a determinare fenomeni di capillarità misurabili, dando così informazioni sulla d.d.p. tra i due elettrodi.

Lo strumento consta di:

due contenitori connessi tramite un tubo capillare, uno contenente mercurio (Hg), l'altro acqua acidulata (soluzione di $Formula: [\rm H_2 SO_4]$ ). In essi i due fluidi sono a contatto nel punto W all'interno del capillare (vedi Disegno 1)
due elettrodi fusi nel vetro dei contenitori, a contatto con i fluidi, e collegati ad un circuito elettrico P, costituito da una forza elettromotrice in serie ad una resistenza variabile (potenziometro) e ad un misuratore di tensione.
Un microscopio e uno specchio per leggere il livello a cui si situa il punto W.

La variazione della tensione superficiale è misurata dallo spostamento del punto W nel tubo capillare: la legge di Borelli-Jurin determina infatti una relazione di proporzionalità diretta tra altezza di un liquido in un capillare e tensione superficiale. Misurando quidi lo spostamento del punto W si misura la d.d.p. applicata agli elettrodi.

Variando la d.d.p. tra gli elettrodi mediante il potenziometro si osserva la tensione superficiale crescere, passare per un massimo, e poi decrescere (vedi Disegno-2). Tale andamento è spiegato dalla competizione fra la repulsione elettrostatica delle cariche elettriche nei due liquidi che tende ad aumentare la superficie di contatto, e la tensione superficiale, che tende invece a ridurre tale superficie.

La tensione superficiale apparente misurata è quindi diminuita, ed è massima quando la d.d.p. tra acqua e mercurio si annulla, prima di invertirsi.

ISCRIZIONI

Incisione sul microscopio: "Fritz Kohler, Universitatsmechanic, Leipzig"

BIBLIOGRAFIA

[1] Castagnoli Carlo, "Fisica Generale: meccanica - termodinamica", Levrotto & Bella , Torino. Pagina 467
[2] Perucca Eligio, "Fisica Generale", UTET, Torino, 1963. Pag, 677
[3] Worsnop & Flint, "Advanced Practical Physics For Students",Asian edition,1961, pag.585.
[4] P. Fleury, J.P.Mathieu, "Elettrostatica Corrente continua Magnetismo", Zanichelli Bologna, seconda edizione, 1970. §20-15,Pagina 489.

Dati Catalografici