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Condizione iniziale Situazione dopo il sollevamento

Per verificare la legge di Boyle - Mariotte per valori di pressioni inferiori a quella atmosferica non si poteva utilizzare un Tubo di Mariotte, ma si ricorreva ad un apparato come quello rappresentato in figura. Si tratta di una provetta di diametro opportuno sorretta da un treppiede e riempita di mercurio. Ad essa si aggiungeva un tubo barometrico dotato di scala graduata incisa sulle pareti.

Per effettuare l'esperimento si provvedeva prima di tutto a misurare la pressione atmosferica per mezzo di un baromentro di Torricelli. Poi si riempiva il tubo baromentrico dello strumento, che si ricorda avere un'estremità chiusa, con del mercurio per circa due terzi della sua altezza. Dopodichè lo si rovesciava dentro la provetta e lo si immergeva in modo tale che il livello del mercurio al suo interno fosse alla stessa altezza di quello del recipiente (disegno 2). Ciò garantiva, per la terza legge delle tre leggi della pressione nei liquidi incomprimibili, che l'aria intrappolata nel tubo baromentrico si trovasse a pressione atmosferica, dal momento che le due superfici del mercurio, essendo alla stessa altezza, risultavano appartenere della medesima superficie isobara.

A questo punto si sollevava il tubo baromentrico fino a quando il volume dell'aria intrappolata in corrispondenza della sua sommità non raddoppiava di volume (disegno 3). Misurando l'altezza della colonna di mercurio, che per la prima legge delle tre leggi della pressione nei liquidi incomprimibili (legge idrostatica) equivale ad una misura di pressione, si poteva verificare che essa risultava la metà della colonna che si otteneva tramite il baromentro di Torricelli, ovvero che il mercurio gravava con una pressione di mezza atmosfera in corrispondenza di un qualsiasi punto dentro il tubo baromentrico a livello del pelo libero del mercuiro nel recipiente. Pertanto, dato che sulla superficie del recipiente agiva la pressione atmosferica, ne seguiva che l'aria intrappolata alla sommità del tubo baromentrico deveva essere alla pressione di mezza atmosfera, poiché questa pressione unita a quella della colonna di mercurio presente dentro il tubo a seguito del suo sollevamento, faceva ad essa equilibrio. Quindi raddoppiando il volume del gas se ne dimezzava la pressione, in accordo con quanto affermato dalla legge di Boyle - Mariotte.