Page 61 - Un fisico in salotto
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Ancora Einstein!
Uno dei principi fondamentali della fisica è conosciuto come Principio di
conservazione della massa. Esso sta a significare che in qualsiasi circostanza la
massa complessiva di un qualsiasi sistema fisico si mantiene costante nel tempo: si
conserva , appunto.
Questo principio, come tutti gli altri principi fondamentali della fisica, è dettato
dall’osservazione sperimentale che peraltro ci permette di verificarlo in ogni
circostanza.
Per esempio, possiamo pensare di far reagire chimicamente varie sostanze
contenute in un certo recipiente. La massa complessiva delle sostanze che troviamo a
reazione avvenuta è uguale alla somma delle masse delle singole sostanze presenti
inizialmente.
La verifica sperimentale è molto semplice: basta disporre di una bilancia sulla
quale viene pesato il recipiente nel quale avviene la reazione chimica. Prima,
durante e dopo l’esperimento, il peso (e quindi la massa) di tutto il sistema ha un
valore che si è mantenuto rigorosamente costante.
Per esempio, se facciamo reagire 1 grammo di ossigeno e 8 grammi di idrogeno
otterremo 9 grammi di acqua, non c’è dubbio. Così pure, da 9 grammi di acqua
potremo ottenere con un opportuno procedimento 1 grammo di idrogeno e 8 grammi
di ossigeno.
Naturalmente occorre fare attenzione che non ci siano perdite dal recipiente;
altrimenti può sembrare che si verifichino violazioni del principio di conservazione
della massa.
Per esempio, se pesiamo un fiammifero prima e dopo averlo fatto bruciare, ci
accorgiamo che esso si è molto alleggerito e certamente non ha conservato la massa
iniziale. Il perché è fin troppo ovvio: si sono dispersi nell’aria i prodotti della
reazione chimica responsabile della combustione del fiammifero.
Se invece facciamo bruciare il fiammifero in un’ampolla di vetro perfettamente
chiusa, verifichiamo che il peso di tutto il sistema si mantiene costante; dunque la
massa complessiva si è giustamente conservata durante tutto il processo di
combustione.
Insomma, il principio di conservazione della massa ci dice che le cose vanno
come se ci cade di mano il nostro prezioso vaso cinese e va in mille pezzi.
Raccogliendo tutti i ‘cocci’ sparsi sul pavimento potremo ricostruire il vaso, a patto
di avere l’abilità e la pazienza necessarie (e anche un bel po’ di colla...).
La massa complessiva dei pezzi (tolta quella della colla che abbiamo utilizzato)
sarà comunque uguale a quella del vaso integro. Naturalmente però dovremo essere
sicuri che neanche una piccola scheggia sia rimasta sotto la sedia!
Ma anche su tale questione interviene Einstein!
I calcoli della Teoria della Relatività mostrano infatti che l’energia è equivalente
a una massa materiale, secondo la famosa equazione di Einstein