RIFLESSIONI INTORNO ALLA CAUSA
D'UN FENOMENO ELETTRICO
P. Giovambattista da S. Martino
(Memorie di Matematica e Fisica della Società Italiana, Tomo VI, Verona 1792 pag. 120-136)
I.
Il Sig. Comus, noto per le sue produzioni, e per la perspicacia de' suoi talenti a tutta l'Europa, istituì una serie di sperimenti elettrici alla presenza di S. A. il Sig. Duca di Chartres, e de' Signori Delort, Roüelle, d'Arcet, e Rozier, deputati da S. A. per verificarne i fatti, e per attestarli. Tra questi esperimenti uno, che ora imprendo io ad esaminare, fu quello, onde l'Autore volle assicurarsi, se i liquori elettrizzati divenissero più leggieri, o più pesanti. Prese a tale oggetto un areometro di vetro caricato con del mercurio, e l'immerse in un secchiello di latta pieno di acqua. Isolò il secchiello su d'un sgabelletto di cristallo, e dopo di avere elettrizzata l'acqua, si vide il pesa-liquori alzarsi di tre gradi sulla superficie di lei: cavò la scintilla, e lo strumento ricadde allo stesso grado, ove era prima. Cambiò l'esperimento, mettendo l'areometro in una boccia di Leiden piena di acqua, ed il risultato fu lo stesso. L'esperienza fatta con varj altri fluidi ha dato costantemente i medesimi risultati, e lo strumento si è sempre alzato di tre gradi allo 'ncirca. Volendo convincersi, se il mercurio, che serviva di savorra al pesa liquori, avesse alcuna parte nel suo innalzamento, si sostituì la sabbia in luogo suo; ma il risultato fu tuttavia lo stesso.
II.
Bramoso io d'investigare il giuoco della Natura, di toccar col dito il mistero delle sue operazioni, e di scuoprire la causa di questo ben singolare fenomeno, la prima delle mie attenzioni fu quella di ripetere le sperienze medesime dell'Autore, per verificarne il successo. Presi quindi un vaso di vetro del diametro di sei pollici e mezzo di Parigi, e dell'altezza di pollici nove; il rivestii all'esterno di un'armatura metallica, a quella foggia stessa che si pratica con le bottiglie di Leiden, ed avendolo riempiuto a due terzi di acqua, v'immersi l'areometro, ch'era egli pure di vetro, ne elettrizzai l'acqua con cinquanta giri della macchina, e l'areometro si trovò alzato di di grado. Ne cavai subito la scintilla, e l'areometro s'abbassò immantinente al grado di prima. Ho replicata in seguito moltissime altre volte la medesima sperienza, servendomi sempre dello stesso vaso, del medesimo areometro, della stessa acqua, con l'attenzione altresì, che fosse ogni volta elettrizzata allo stesso grado, il che mi veniva indicato dall'elettrometro; ed i risultati furono costantemente uniformi; di maniera che l'areometro si alzò sempre, né più, né meno di di grado.
III.
Essendosi omesso di avvertire a quai punti fissi stesse appoggiata la graduazione dell'areometro del Sig. Comus, noi non possiamo concepire il valore dei tre gradi di ascensione da lui indicati, il che era cosa non indifferente a sapersi. L'areometro, di cui mi sono io servito, è quello, che ho descritto nella mia Memoria sulla maniera di fare, e di conservare i vini, che riportò il premio al giudizio della Reale Società Patriotica di Milano. In esso è notato zero al punto, ove l'areometro si affonda entro l'acqua distillata, e ridotta alla temperatura di gradi 15 del termometro a mercurio secondo la graduazione di Réaumur: ed al termine, ove si stabilisce, allorché s'immerge entro una dissoluzione di due parti di acqua distillata, ed una di zucchero, posta alla medesima temperatura, sono marcati i gradi 40. Sicché per varj esperimenti, che feci in appresso, ogni grado crescente di questa divisione indica nel liquore, cui s'immerge l'areometro, l'accrescimento di di maggiore specifica gravità. Di forte che se un volume di acqua pura, nel quale l'areometro si ferma allo zero, pesi libbre 250; una dissoluzione qualunque di egual volume, ove l'areometro si stabilisse a gradi uno, peserebbe libbre 251; e quindi le specifiche loro gravità sarebbero nella medesima proporzione, come 250 a 251. Per la qual cosa se il rialzamento dell'areometro nelle testé nominate sperienze derivasse dall'accresciuta specifica gravità dell'acqua, il che ci resta tuttavia ad esaminare, esso indicherebbe l'aumento del detto peso essere di del primiero volume; secondo la seguente analogia : 1 = : *.
IV.
In conseguenza delle sopra riferite sperienze io era portato a credere, che la maggior salita dell'areometro entro l'acqua elettrizzata fosse stabilita all'indicato valore di , secondo la mia graduazione; e che questo valore dovesse probabilmente corrispondere ai tre gradi dell'areometro del Sig. Comus. Se non se spinto da un certo non so quale spirito di ricerca, mi venne talento di rifare le medesime prove con un secondo, indi con un terzo areometro, amendue differenti dal primo sì per peso, che in grandezza, ma graduati non per tanto sui medesimi principj, Il risultato fu, che per quanto replicassi gli sperimenti, ed usassi ogni circospezione, affinché l'acqua fosse elettrizzata al medesimo grado, uno di essi non si sollevò giammai al di là di di grado, e l'altro giunse fino ai . A questa diversità, che mi giunse inaspettata, la prima idea, che mi si risvegliò, fu quella di pensare, che gli areometri si fossero sconcertati. Ma avendoli sottoposti alle prove, coll'immergerli prima nell'acqua distillata, indi in una dissoluzione di due parti di acqua, ed una di zucchero, il tutto alla temperatura di gradi 15, gli trovai perfettamente uniformi; dal che ne siegue, che la rimarcata diversità dee dipendere da altre cause, da dover essere in seguito esaminate. Nulla ostante però un tal divario, il principale risultato delle fin qui ripetute sperienze si è, che l'areometro s'innalza entro all'acqua positivamente elettrizzata. E ciò è quello, di che io dovea assicurarmi, prima di procedere ad ulteriori perquisizioni.
V.
Posta fuor d'ogni dubbio la realità del fatto, mi rivolsi ad indagare, quale possa esser la causa del conosciuto innalzamento, e per qual motivo altresì al medesimo grado di elettricità non corrisponda sempre un'egual salita dell'areometro. In quanto alla causa del fenomeno, il Sig. Comus, pieno di moderazione, e di riguardo, si contenta di avere esposto il risultato delle sue sperienze, lasciando ad altri Fisici il ricercarne la cagione, ed il determinare, se l'effetto dipenda dal continente, dal contenuto, o dal fluido circostante. Ei crede di aver osservato, che l'acqua era più pesante di qualche cosa dopo l'operazione; ma avverte con tutta ingenuità, che questa conghiettura vuol essere confermata. La sola sospizione d'un uomo, che eccede tutti i numeri, quale si è il Sig. Comus, basterebbe a giustificare la nostra credenza, qualor sulla fede, e sulla stima di lui ci determinassimo a pensare, che l'acqua elettrizzandosi divenga specificatamente più grave, e che questo nuovo acquisto di gravità sia desso la cagione dell'innalzamento dell'areometro. Contuttociò per non seguir ciecamente l'orme talor vacillanti della sola autorità, per non interpretare le cose a capriccio, per non togliere all'esperienza i suoi diritti, per dare al presente argomento quel grado di precisione, e di forza, di cui è suscettibile, noi intraprendiamo di esaminare alquanto più a fondo la quistione.
VI.
Ognun sa, che la teoria dell'areometro, ossia, del così volgarmente detto pesa-liquori, è appoggiata a questo principio: Un corpo solido men pesante d'un egual volume di fluido, nel quale è immerso, galleggia in parte; ed il volume del fluido eguale alla parte di esso immersa pesa come tutto il solido. Quindi quanto meno s'immerge l'areometro entro un dato fluido, tanto maggiore è la specifica gravità del fluido stesso; e l'aumento di questa si rileva per ordinario dai gradi, che sogliono notarsi lungo l'asta dell'areometro. Sicché stando semplicemente a quel che appare, sembrerebbe, che siccome l'areometro si affonda meno entro l'acqua, allorché è sopraccarica di elettricità, di quel che sia quando è spoglia di questo eccesso, ella dovesse elettrizzandosi acquistare maggior peso specifico. Ma niente di più essenziale per un cauto Osservatore quanto lo starsene in guardia contro gli oggetti apparenti, ed il distinguere la realità de' fatti da quelle vane escrescenze, che ingombrano sì sovente la fantasia. Affinché l'acqua, o qualunque siesi altro fluido, abbia a divenire specificatamente più grave, io non conosco altri mezzi, che i tre seguenti. Il primo è quello che nasce dal cambiamento della temperatura. Imperciocché passando il fluido da uno stato di calore ad uno stato di frigidezza, i suoi pori si restringono, le parti costituenti acquistano più aderenza, si aumenta la massa, e sotto un medesimo volume il peso diviene sempre maggiore. L'altro mezzo è quello di fare svaporare la parte più volatile del fluido stesso, se ne contiene. Per questa via lo spirito di vino, l'acqua di mare, le varie dissoluzioni, e generalmente tutti i fluidi composti di sostanze di gravità diversa, esponendoli alla svaporazione, acquistano una maggiore specifica gravità; perché esalando la parte più volatile, rimane la porzione più flemmatica, e più densa. L'ultimo di questi mezzi, atto egualmente ad accrescere il peso de' liquidi, è quello di farvi disciogliere per entro qualche altra sostanza specificamente più grave del fluido stesso, il quale serve di mestruo. A questa classe appartengono le dissoluzioni di zucchero, di nitro, di sal marino, di tartaro, e tali altre simili, le quali divengono di un peso specifico maggiore dell'acqua semplice, e sostengono perciò a maggiore altezza l'areometro, che vi è immerso.
VII.
Ora per quale degl'indicati mezzi l'acqua, e gli altri fluidi elettrizzati potrebbero acquistare quella maggiore gravità specifica, che pur sarebbe necessaria, qualor dovesse esser ella la causa dell'innalzamento dell'areometro? Rapporto al primo, cioè che l'acqua elettrizzandosi divenga più grave in quanto che ella giunga a cambiar temperatura; io credo che non saravvi alcuno tra Filosofi, il quale si senta in grado di volerlo sostenere. E noi perderemmo l'olio, e la fatica, se volessimo insistere a combattere un siffatto erroneo pensamento. L'acqua distillata perdendo 40 gradi di calore al termometro di Réaumur, ella spinge in alto l'areometro graduato secondo la mia divisione di gradi cinque e mezzo. Sicché per far salire il medesimo strumento di di grado, ch'è la maggiore altezza, cui l'abbia veduto pervenire, sarebbe necessario, che per mezzo della elettrizzazione l'acqua venisse a perdere di calore, secondo la seguente formula 40 : 5½ = : . Il che assolutamente non succede; poiché per quanto si continui a tener l'acqua sotto l'azione della macchina, ella persiste nel suo primiero grado di calore, quando non si cambj la temperatura dell'ambiente, come con delle sperienze dirette me ne sono assicurato fino all'ultima evidenza.
VIII.
In quanto al secondo mezzo, noi sappiamo bensì, che l'elettricità promuove efficacemente la svaporazione, durante la quale, le parti più volatili de' fluidi si risolvono in vapore. Ma quali sono entro l'acqua pura queste parti più volatili dell'acqua stessa? Per chiarirmene appieno esposi per più settimane un vase di acqua ad una lenta svaporazione, finché l'acqua si trovò ridotta alla metà del suo primo volume. V'immersi allora il mio areometro, il quale si stabilì a quel medesimo preciso grado, che era stato da lui indicato prima della svaporazione. Siccome poi io vo tenendo conto della evaporazione annua, ebbi perciò occasione di ripetere altre volte questa prova in varj tempi, in differenti circostanze, e a diverse diminuzioni dell'acqua; ma sempre col medesimo risultato. Lo stesso pure avvenne in un volume di acqua, che mediante l'ebullizione ho fatto scemare di due terzi. Tutto ciò mostra ben chiaramente, che, parlandosi dell'acqua, la svaporazione non ne fa punto crescere la specifica gravità. Oltr'a che, se l'acqua elettrizzandosi divenisse specificamente più grave per la dispersione delle supposte particelle più volatili, ella dovrebbe conservarsi tale anche in appresso, almeno per lunga pezza, né dovrebbe tornare sì tosto alla sua leggerezza primiera; il che è affatto contrario all'esperienza; poiché appena noi caviamo la scintilla dall'acqua elettrizzata, che l'areometro torna subito ad abbassarsi al grado, ove era prima di cominciar l'operazione.
IX.
Molto più imbarazzati noi saremmo, se volessimo sostenere, che l'acqua elettrizzata si renda più grave per l'intromissione di qualche altra sostanza di peso specifico maggiore. Una tale intromissione ripugna apertamente al buon senso, alla ragione, all'esperienza; e a chiunque si proponesse di volerla sostenere, incomberebbe sempre lo stretto obbligo di additarci a quale dei molti generi appartenga la sostanza novellamente intrusa. L'unica materia da noi conosciuta, che resti introdotta nell'acqua, allorché si elettrizza, ella è appunto il fluido elettrico. Noi conveniamo da bel principio, che questo fluido sia corpo, che sia composto di elementi materiali, che sia dotato di quale ella siesi specifica gravità; accordiamo altresì, che con l'artificio delle nostre macchine venga esso fortemente addensato, e compresso entro all'acqua. Non potrebbe dunque egli stesso questo fluido esser desso la causa, onde acquisti l'acqua una maggiore specifica gravità? Ma qui appunto sta il nodo più implicato, e malagevole. Primieramente non sappiamo quale sia in realtà il peso specifico del fluido elettrico; né alcuno, che si sappia, è giunto finora a tanto di poterlo scandagliare. Suppongasi non per tanto per mera ipotesi, che esso equivaglia al peso dell'aria; quantunque in effetto debba essere incomparabilmente più leggiero. In tale supposto, sarebbe necessario, che fosse talmente addensato entro l'acqua, fino ad occupare una spazio ottocento volte minore del suo ordinario, ed anche in allora il peso di lui sarebbe eguale a quello dell'acqua, né le aumenterebbe per conseguenza la gravità specifica. Ma lasciamo le supposizioni, e venghiamo alle seguenti sperienze.
X.
Presi una boccia di Leiden del peso di libbre tre, oncie 4, grani 38, la cui armatura interna era di 230 pollici quadrati di superficie, e dopo di averla ben caricata, quanto mai potea esserlo, la pesai di nuovo, standosene così carica. Per quanta circospezione io abbia usata, non mi fu possibile di scuoprire, che il suo peso si fosse accresciuto del più minimo atomo, quantunque la bilancia, di cui mi sono servito, fosse atta ad indicare fino la decima parte di un grano; e quindi se il peso si fosse soltanto aumentato di io avrei dovuto accorgermene. Ripetei, come son solito sempre fare nelle mie ricerche, la stessa prova; ma sempre col medesimo successo. Non per tanto dubitando, che qualche non preveduta differenza si potesse riscontrare tra il modo, onde il fluido elettrico aderisce alla superficie metallica, e quello, onde rimane compresso nell'acqua, variai le mie prove nella seguente forma. Trascelsi un recipiente di vetro armato all'esterno di foglia metallica, ed il riempj a due terzi d'acqua, notandone il peso separatamente da quello del vase. Dopo di averlo fortemente elettrizzato, il pesai di nuovo, prima che venisse a scaricarsi. Quindici volte di seguito ho ripetuto questo lavoro con recipienti diversi, e ne ebbi i seguenti risultati. 1. L'acqua elettrizzata lungi dall'acquistare una maggiore specifica gravità, la trovai anzi costantemente diminuita di peso. 2. La diminuzione era egualmente la stessa, senza il minimo divario, tanto pesando l'acqua, finché era carica di elettricità, quanto pesandola dopo di averne cavata la scintilla. 3. Il peso dell'acqua, che rimaneva dopo l'elettrizzazione, era in ragione inversa composta del tempo impiegato nell'elettrizzarla, e dell'ampiezza della superficie, che ella presentava. Di modo che quanto più ampia è la superficie dell'acqua entro il vaso, e quanto più a lungo ella rimane sotto l'azione della macchina, tanto maggiore è la diminuzione del suo peso dopo l'operazione. Questi fenomeni, che sono un effetto immediato della svaporazione avvalorata, promossa, ed accresciuta dalla forza elettrica, mostrano altresì, per quanto mi pare, ad evidenza, che l'acqua elettrizzandosi non acquisti maggiore specifica gravità; e quindi che l'ascendimento dell'areometro non dipenda per verun modo da una causa, la quale punto non esiste; ma da una causa, che ci rimane tuttavia ad indagare.
XI.
Non fu da principio, che un semplice mio sospetto, quello di pensare, che l'innalzamento dell'areometro possa esser cagionato dall'attività, e dalla forza dello stesso fluido elettrico, il quale ristretto, addensato e compresso fra l'acqua, tenta di sortire per ricomporsi all'uguaglianza.
XII.
La gran legge dell'equilibrio, che regna in tutti i fluidi, che procede evidentemente dalla mobilità delle loro parti, dalla loro agitazione intestina, e dalla egual pressione in tutti i sensi, ella è dessa quel principio universale, onde tendono essi a ristabilire la continuazione, ove sia interrotta, col distribuirsi equabilmente fra tutte le sostanze in quella dose, e a quella proporzione, ch'è relativa alla capacità di ciascuna di esse. Una differenza non per tanto molto rimarcabile si scorge nella maniera stessa, onde viene a compiersi questa equilibrata ripartizione. Mercecché alcuni fluidi non giungono alla loro egual diffusione, che assai lentamente, e dopo un periodo di tempo più o meno lungo. Così i panni, le bambagine, le stoffe, e tante altre sostanze le quali mantengono per lungo spazio il calore, e così i molti giorni, e le intere settimane, che si richieggono, pria che l'umidità sorta da alcuni corpi, onde era stata assorbita, e pongasi all'uguaglianza con la dose di umidità, che regna nell'aria. Pel contrario il fluido elettrico tende con una rapidità impercettibile all'adequata sua distribuzione; del che ne abbiamo delle prove affatto convincenti e nella vivacità delle scintille, che sortono dalla bottiglia di Leiden, e nell'istantaneo suo discorrimento lungo i fili metallici, e nell'impeto stesso formidabile, onde scoppiano dall'alto le folgori. Partendo da questo principio, che ha per fondamento la giornaliera sperienza, è facile il concepire, che trovandosi il fluido elettrico condensato in copia entro un corpo anelettrico, eserciti in tutti i sensi una forza, la quale dee essere proporzionale ed alla sua quantità, ed al grado del suo addensamento; e che con questa forza medesima ei tenti di sormontare, e di vincere la resistenza de' corpi coibenti da' quali è circondato. Riempiasi ora di acqua un recipiente di vetro, e se le doni un grado di elettricità molto intenso; due saranno i corpi isolanti, che formano ostacolo a questo ammasso di elettricità, il vetro, che lo cinge ai lati, e al fondo, e l'aria, che comunica con la sua superficie. E posciaché l'aria, anche la più asciutta, è sempre meno isolante del vetro; perciò l'impeto, e lo sforzo maggiore di questo fluido dee esser rivolto verso la parte più debole, vale a dire, verso la superficie stessa. L'immagine di un rapido, ed impetuoso torrente, che urta, che minaccia, che spinge, e che rompe nel sito medesimo il meno forte dei ripari, non è dessa un'immagine sì pretta oratoria, che non possa acconciamente adattarsi a spiegare l'idea di un filosofo, e a porre in chiaro la verità, che tentiamo di sviluppare. Da questo attivo principio, da questa energica forza espulsiva, da cui, come da unica, e vera causa derivano e l'aumento della svaporazione ne' fluidi elettrizzati, e la ripulsione de' corpicelli leggieri, e la più celere vegetazion delle piante, e 'l discioglimento degli umori stagnanti, e lo sviluppo degl'ingorghi, e la soluzion delle stasi, e il deoppilamento de' vasi ostruiti, e mille, e cento altri effetti di cotal genere, da questo medesimo principio, io dico, sembra altresì dover traere la sua origine l'innalzamento dell'areometro nelle indicate sperienze. Un corpo galleggiante entro un fluido, ch'è nella sua maggiore effervescenza, che invisibilmente gorgoglia, si slancia, e sorbolle, che fa degli sforzi per sollevarsi, ed espandersi, non può a meno di non sentirne esso pure l'impressione, e di non rimaner sollevato in ragione diretta dell'impulso, che ne va ricevendo. Le numerose sperienze, che a questo oggetto ebbi la compiacenza di praticare, lungi dallo indebolire, non fanno che vie maggiormente confermare le mie conghietture; ed i risultati, che ne andrò brevemente sponendo, serviranno a provare, che la forza impellente del fluido elettrico, il quale tende a diffondersi, può esser ragionevolmente considerata come la causa, onde l'areometro viene ad alzarsi; e che secondo i varj gradi di questa forza, anche l'innalzamento debba rendersi più, o meno sensibile, a norma delle ricorrenti circostanze.
XIII.
Quando negli esperimenti si adopera un vaso di vetro di perfetta qualità isolante, il quale contenga l'acqua da elettrizzarsi, l'innalzamento dell'areometro, tutte le altre cose d'altronde eguali, è maggiore, di quel che sia allorché l'acqua è collocata entro un recipiente metallico, nulla ostante, che questo resti isolato sur uno sgabello di resina, o di vetro. La ragione di questo divario sembra essere delle più naturali. L'acqua entro un vase di vetro si trova contorniata, e rinchiusa, come dissi più sopra, da due corpi isolanti, cioè, dall'aria, e dal vetro. E poiché il vetro, che lo contiene, è dotato d'una facoltà meglio isolante, che non è l'aria, che le sta al di sopra; così l'impeto, e lo sforzo maggiore, che esercita il fluido elettrico, è rivolto appunto al di sopra verso la superficie dell'acqua, ove trova una minor resistenza; e quindi l'innalzamento dell'areometro dee esser maggiore. Per l'opposto allorché l'acqua è contenuta entro un vase di metallo, l'acqua forma un solo corpo anelettrico col vaso stesso; l'elettricità è sparsa egualmente tra l'acqua e le pareti del recipiente; l'aria quindi è il solo corpo idio-elettrico, che circondi questo ammasso di elettricità; la resistenza perciò è debole egualmente per tutti i lati; la forza espansiva è ripartita secondo tutte le dimensioni; ed in conseguenza tanto più debole ella diventa alla superficie, e quindi minore deve essere anche l'innalzamento dell'areometro.
XIV.
Dato lo stesso numero di giri della macchina, la salita dell'areometro è in ragione della siccità dell'aria ambiente. Quando l'aria è umida, poca elettricità si raccoglie; ed essendo questa una verità nota a chiunque, io mi credo esente dal debito di dimostrarla. Non basta. L'aria umida è anche poco isolante; e quindi quella poca elettricità, che si va raccogliendo, facilmente anche si disperde. Per l'opposto ne' tempi asciutti l'elettricità è copiosa, l'aria è più isolante, e forma maggiore ostacolo alla dispersione di questo fluido; l'acqua se ne carica in maggior dose, la forza impellente è più attiva, e l'ascensione dell'areometro sta nella medesima proporzione.
XV.
Giunto che sia l'areometro ad una data altezza, ch'è varia secondo le diverse attuali circostanze, quantunque si continui l'azione della macchina, l'istrumento se ne rimane stazionario, né più ascende. Infatti la dose di elettricità, di cui può caricarsi un corpo anelettrico, è proporzionale ed alla capacità del corpo stesso più, o meno atto a contenerla, ed alla maggiore, o minore virtù isolante del corpo idio-elettrico, che lo circonda. Quindi l'acqua entro un vase di vetro, anche nelle più favorevoli circostanze, non è suscettibile che di una determinata dose di fuoco elettrico, la quale sia relativa e alla sua capacità di contenerlo, e alla forza coibente dell'aria che forma ostacolo. La quantità di questo fluido sarebbe maggiore nel caso, che si potesse o accrescere la virtù idio-elettrica dell'aria, e renderla più isolante; oppure ampliare la capacità dell'acqua; il che, secondo le osservazioni di alcuni moderni Fisici, succederebbe allorché si riducesse l'acqua allo stato di vapore. Quindi secondo il metodo consueto non essendo possibile di addensare questo fluido, se non fino a un dato termine, ne siegue che anche l'ascensione dell'areometro debba avere i suoi limiti, giunto ai quali l'istrumento se ne rimanga stazionario.
XVI.
L'areometro, a pari circostanze, ascende più, quando il recipiente di vetro, che contiene l'acqua, è armato esternamente di foglia metallica, di quel che sia allorché n'è privo. Egli è un fatto noto aramai a tutti i Fisici, che un corpo anelettrico si carica di maggiore elettricità, quando il corpo idio-elettrico, che gli serve d'isolante, poggia sopra un altro corpo anelettrico, di quel che sarebbe se fosse aderente ad un secondo corpo idio-elettrico. Collocate la bottiglia stessa di Leiden, tuttoché armata all'esterno, sopra un corpo isolante, ed essa raccorrà molto minor copia di fluido elettrico, che non farebbe stando appoggiata sopra un corpo conduttore. Ora il recipiente di vetro, di cui parliamo, quando non è armato al di fuori, le sue pareti esterne poggiano, o dirò meglio, comunicano con l'aria, ch'è corpo isolante; doveché essendo fornito della sua armatura, questa gli serve di appoggio; e quindi, secondo la regola testé nominata, il vase si rende più atto a raccogliere, e a contenere più elettricità; dal che ne siegue, che anche l'areometro debba ascendere maggiormente.
XVII.
La salita dell'istrumento sta in ragione inversa all'ampiezza della superficie, che presenta l'acqua elettrizzata. Imperciocché la forza espellente del fluido elettrico ha tanto meno di azione per investire, e far innalzare l'areometro, quanto più distribuita si trova fra un maggior numero di punti.
XVIII.
La materia stessa, e la forma, ond'è costruito l'areometro, concorrono d'una maniera significante a render varia la sua ascensione. Gli areometri composti di sostanze elettriche per comunicazione, a pari circostanze, sono meno sensibili di quelli, che sono formati di vetro, o di qualunque altra materia elettrica di sua natura. Per la qual cosa, allorché tanto il recipiente dell'acqua, quanto l'areometro, che vi galleggia al di sopra, sono di metallo, l'accrescimento è appena distinguibile all'occhio il più esercitato, ed attento. Poiché oltr'a ciò, che l'elettricità si disperde per le pareti del vaso, ella se ne ascende altresì con pochissima resistenza per l'asta dell'areometro. Feci più volte la prova con un areometro di ottone, costruito in guisa, che la sua asta veniva a terminare in punta; né mai diede il minimo segno d'innalzamento; come è ben facile il dover comprendere.
XIX.
Qualunque altra cosa d'altronde uguale, l'areometro fa maggior salita, quanto maggiore è l'ampiezza della sua palla. Di fatto la forza, e l'impulso, che esercita il fluido elettrico per ispandersi al di sopra, dee avere tanto più di presa per investire, e per innalzare l'istrumento, quanto la palla in esso è più ampia, ed occupa una porzione maggiore di superficie. Io pongo nella qui sottoposta tabella il risultato di varj sperimenti, che feci con sei areometri di vetro di vario peso, e grandezza, ma unisoni nella loro graduazione; facendo sempre uso del medesimo recipiente, e della stessa quantità di acqua. Nella prima casella evvi esposto con ordine il numero di ciascun areometro; nella seconda trovasi espressa in linee quadrate la superficie della loro palla; nella terza l'intero peso dell'istrumento, notato in grani, de' quali 480 fanno un'oncia della libbra sottile di Venezia; nella quarta in fine si rimarca in centesimi di grado l'innalzamento di ciascun areometro immerso nell'acqua elettrizzata fino al punto, che l'istrumento rimaneva stazionario.
T A V O L A Dell'innalzamento di varj areometri. | |||
Areometri | Superficie | Peso | Innalzamento |
Linee quadr. | Grani | Grad. centesimi | |
Primo | 460 | 308 | 0,28 |
Secondo | 708 | 350 | 0,35 |
Terzo | 1520 | 480 | 0,60 |
Quarto | 2016 | 608 | 0,64 |
Quinto | 460 | 308 | 0,28 |
Sesto | 4464 | 970 | 0,92 |
Da quanto sta esposto in questa tabella sembra di poter rilevare, che l'innalzamento dell'areometro, se non siegue esattamente, almeno si avvicina di molto ad una ragione composta, la quale è direttamente come il quadrato de' diametri delle sfere, ed inversamente come i pesi. Imperciocché quantunque la sola metà inferiore della sfera sia quella, su cui il fluido elettrico esercita la sua azione impellente, pure essendo le intere superficie come il quadrato de' diametri, anche la metà di esse segue la medesima proporzione. In quanto poi alla ragione inversa, è cosa evidente, che convien calcolare il peso di tutto lo strumento, perché egli è tutto il peso di esso quello che serve di ostacolo al maggiore suo innalzamento.
XX.
Se dopo di aver elettrizzata l'acqua, in vece di cavar la scintilla, si lascia che l'acqua si scarichi lentamente da se, anche l'areometro va poco a poco discendendo; cosicché quando l'elettricità è giunta ad equilibrarsi, l'istrumento pure si trova stabilito al suo grado di prima.
XXI.
Una varietà molto rilevante si riscontra tra l'osservare l'areometro alla superficie dell'acqua, ed osservarlo al livello degli orli del vaso. Se dopo aver cavata la scintilla, si osservano i gradi dell'immersione alla superficie dell'acqua, l'istrumento, come ho detto più volte, si trova precisamente disceso al grado, ove era prima. Ma se sopra gli orli del vaso si stende orizzontalmente una lastra di vetro, ed al livello di essa si osservino i gradi dell'affondamento, si troverà, che l'areometro è disceso più a fondo di quel ch'era prima. Questo fenomeno, che ho tante volte riscontrato, e che costantemente succede, non è atto per verun modo ad imbarazzar la chiarezza delle idee; ma serve anzi di nuova conferma a quanto finora mi sono industriato di esporre. Uno degli effetti della elettricità posta in azione, si è quello di promuovere efficacemente la svaporazione de' liquidi. In pochi minuti io feci scemar l'acqua di un vase di del suo peso primiero. Ed essendo ne' fluidi omogenei i volumi direttamente come i pesi; perciò anche il suo volume dovette esser diminuito di altrettanto. Questa diminuzione di peso, e di volume è sempre varia, e dipende da molte circostanze, dalla più, o meno forza della macchina, dalla maggiore, o minore superficie, che presenta l'acqua, dal tempo più, o meno lungo, che s'impiega in elettrizzarla. Entro un intervallo alquanto considerabile non è niente difficile fare iscemar l'acqua di un quarto, ed anche della metà del suo volume totale. Egli è dunque certo, che l'acqua de' nostri esperimenti nell'atto stesso, che elettrizzandosi spinge in alto l'areometro, ella diminuisce altresì di volume, e che quanto più continua a starsene sotto l'azione della macchina, tanto maggiormente il suo volume decresce. Per la qual cosa, se dopo di aver cavata la scintilla, si osservano i gradi dell'areometro alla superficie dell'acqua, si trovano essi precisamente quali erano avanti l'operazione; perché conservando l'acqua la sua medesima gravità specifica, cessato l'impulso elettrico, l'areometro torna al suo grado primiero. Né punto fa forza la diminuzione del suo volume, mentre data la medesima qualità di acqua, il grado d'immersione è sempre eguale, tanto in un volume di tre mila botti, quanto di due sole pinte. Diversamente succede, allorché se ne rilevano i gradi, non già alla superficie dell'acqua, ma al livello della lastra posta sugli orli del vaso; poiché da questo punto si conosce il decremento del volume di acqua. Già una porzione di essa si è dissipata in vapori, il suo livello non è più al sito, ove era prima, la sua superficie si è abbassata, e conseguentemente anche l'areometro, osservato che sia agli orli del vaso, si scorge esser disceso.
XXII.
Le riflessioni, che brevemente ho estese, essendo convalidate dall'esperienza, ch'è l'unico mezzo, onde perfezionare le scienze, sembrano recare all'argomento fin qui discusso un grado di probabilità, ch'è alquanto più dell'ordinario; sicché tutto c'invita a credere, che l'ascendimento dell'areometro entro l'acqua positivamente elettrizzata debba dipendere da quella causa generale, e costante, da cui un gran numero di altri effetti deriva, cioè, da quella forza repellente, ed espulsiva, onde la materia elettrica accumulata in un luogo tende a distribuirsi egualmente fra gli altri corpi. Per dare un carattere di vie maggior evidenza alle mie conghietture avrebbe convenuto istituire una serie di altre nuove sperienze intorno alla elettricità negativa. In tal caso, secondo la novella teoria, galleggiando l'areometro entro l'acqua elettrizzata negativamente, lungi dal salire in alto, dovrebbe anzi piuttosto discendere, o per lo meno rimanersene stazionario, ed immobile. Dico, per lo meno stazionario; a motivo forse che non presentando l'areometro al di sopra dell'acqua alcuna parte sufficientemente estesa, l'elettricità non avrebbe sopra di lui una presa bastante per investirlo, e farlo discendere. La mancanza del tempo, e degli opportuni apparecchj, onde procacciarmi una conveniente dose di questa specie di elettricità, non mi ha permesso di portare più oltre le mie ricerche. Mi basta frattanto averne additato ad altri il sentiere, lasciando alla perizia de' Fisici il vanto di decidere incontrastabilmente la quistione; dal cui imparziale giudizio, e finissimo discernimento dipenderà altresì il rifiuto, o la difesa, l'accoglimento, o la censura delle mie qualunque sieno ponderazioni.
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