La ciència nostra de cada dia, Robert Boyle

 

La ciència nostra de cada dia, el dia d’avui, ens la dona Robert Boyle.

Corrien els anys mil sis-cents, i en Robert va demostrar que la pressió d’un gas a una temperatura constant és inversament proporcional al seu volum. Dit d’una altra manera, en comprimir un gas a la meitat del seu volum la seva pressió es duplica.

Per demostrar-ho, calia un recipient capaç de fer tres coses alhora. Primer, havia de mantenir un gas atrapat de manera hermètica, sense que s’escapés. Segon, havia de permetre reduir-ne el volum de forma controlada i mesurable. I tercer, per si això no fos prou difícil, havia de permetre mesurar en tot moment la pressió que el gas exercia contra les parets del recipient.

Vist des d’una òptica actual, en ple segle XXI, sorgeixen moltes preguntes. Se us acut alguna forma de comprimir un gas que no inclogui materials plàstics per aconseguir l'estanquitat? O com mesurar la pressió sense poder comprar un sensor a una ferreteria? O com podria ser el recipient per poder variar la seva forma sense trencar-se? Us recomanaria que paréssiu un moment i li donéssiu una volta.

La resposta és tan simple com elegant. En Robert va fer fer un tub de vidre en forma de lletra U. Amb tres particularitats. La primera era que el diàmetre era el mateix en les dues banyes de la U. La segona era que un dels extrems estava tancat amb el mateix vidre i l’altre obert a l’aire lliure. I la tercera, la banya tancada feia aproximadament un peu i escaig de llarg i la banya oberta feia 8 peus, uns 2,4 metres.

Arribats a aquest punt, sabríeu dir com s’ho va fer amb un sistema tan rudimentari per formular la seva llei?

El seu ajudant, que es deia igual que en Robert i Hooke de cognom, va abocar mercuri dins del tub en forma de U, fins que va quedar la corba inferior negada. Llavors, van prendre la mida de l’aire que va quedar atrapat a l’extrem curt, que era de 12 polzades. Tot seguit, van anar afegint mercuri, i cada cop que el mercuri comprimia l’aire mitja polzada, anotaven l’alçada de la columna de mercuri al costat llarg. Van aconseguir arribar a comprimir l’aire fins a 3 polzades.

Durant el procés, es van adonar que es complia de forma constant un patró. Cada cop que volien reduir a la meitat el volum d’aire, havien d’afegir el mercuri equivalent per duplicar la pressió de l’aire. A més a més, la relació matemàtica es complia també per tots els punts intermedis.

Cas tancat, la pressió d’un gas multiplicada pel seu volum dona un valor constant. D’aquesta forma, es pot calcular el volum que ocuparà un gas en variar la seva pressió, o quina pressió tindrà si en variem el seu volum.

I fins aquí, la ciència nostra de cada dia, amb aquesta història tant fascinant d’en Robert Boyle i el seu ajudant Robert Hooke.

DDC