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Genova        
Numero 61, anno XVII        
Giugno 2017        

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  di: Massimo Riso

 

TORNADO IN BOTTIGLIA
 


 

Ingredienti
due bottiglie in PET
colla a caldo
acqua

Preparazione
Occorrono due bottiglie in PET, anche in vetro andrebbero bene, purché siano più regolari e lisce possibile. Inizialmente ho provato con le bottiglie in Fig. 1, ma il risultato ottenuto non è stato buono. La strozzatura molto accentuata disturbava la formazione del tornado.

Fig. 1 - Bottiglie non adatte

Ho successivamente trovato altre due bottiglie con la strozzatura molto meno accentuata e sopratutto più lontana dal tappo (Fig. 5). Ma procediamo con ordine.

Per prima cosa occorre incollare i tappi (Fig.1 e Fig. 2) poi fare un bel foro al centro. Il diametro del foro dovrebbe essere sui 10-12 mm, dipende un po' dalla dimensione e dalla forma delle bottiglie e anche dal tipo di tornado che si vuole ottenere. Più il foro è grosso più anche il diametro del tornado è grande. Con un foro più piccolo si ottiene una forma tipo tromba d'aria, lunga e filiforme, con un foro grande un vero e proprio tornado.

In Fig. 3 i tappi incollati e forati.

Avvitare i tappi un una delle due bottiglie.

Riempire l'altra bottiglia di acqua, tenendosi due o tre dita scarsi.

Avvitarvi sopra l'altra bottiglia e capovolgere.

Aiutare un po' la formazione del tornado ruotando in senso antiorario, un po' come quando si vuole far sciogliere lo zucchero in una tazzina di caffè.

 

 

Fig. 2 - Incollare i tappi Fig. 3 - Forare Fig. 4 - Tappi forati

Risultato
In Fig. 5 con il foro da diametro 10 mm ho ottenuto la forma simile ad una tromba d'aria.

In Fig 6 ho utilizzato due bottiglie più larghe e più basse e ho praticato un foro da 12 mm. Ho ottenuto un "tornado" più grande.

In Fig. 7 le due bottiglie. Si nota come l'acqua che scende nella bottiglia inferiore non cade al centro ma per la forza centrifuga si dispone su tutta la superficie della bottiglia.

 

Fig. 5 - Foro piccolo Fig. 6 - Foro grande Fig. 7 - Foro grande

 

Spiegazione

 

Fig. 8 - Schema di un tornado Fig. 9 - Schema del tornado in bottiglia

Anche se la forma è molto simile, quello che otteniamo è un tornado invertito.

In Fig 8 lo schema del funzionamento di un tornado.

Nel punto di minor pressione atmosferica al suolo, l'aria viene risucchiata. L'aria confluisce radialmente nel punto di convergenza ma per la forza di Coriolis dovuta alla rotazione della Terra subisce una deviazione, di conseguenza comincia a ruotare. I tornado, come le trombe d'aria, si formano sempre quando vi è un forte gradiente termico fra l'aria presente al suolo (calda) e l'aria in quota (fredda).

L'aria calda messa in rotazione sale in quota, per la forza centrifuga e per l'alta velocità si crea una pressione molto più bassa all'interno rispetto alla periferia, quando questa differenza di pressione raggiunge i 20 - 40 hPa l'aria in quota viene letteralmente risucchiata verso il basso raggiungendo il suolo.

Nel nostro ciclone in bottiglia il processo è rovesciato: l'acqua scende  attraverso il foro, entrando e mantenendo la rotazione per la forza di coriolis, l'acqua passando nella bottiglia inferiore crea un aumento della pressione dell'aria in quest'ultima e una diminuzione nella parte superiore, l'aria viene risucchiata verso l'alto attraverso il centro del "tornado". Abbiamo una situazione invertita: la parte esterna (di acqua), scende, la parte interna (di aria) sale.