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L'aria
Articolo numero 24 - 28/02/2010
Avrete notato che nei cambi di stagione le prestazioni delle moto cambiano anche di molto. Non sono mali di stagione, ma la diretta conseguenza del comportamento dell'aria.
La stessa cosa capita al variare della quota.
Questo succede perchè l'aria è una miscela di gas e, in quanto tale, sottostà alle leggi fisiche dei gas.
I gas hanno una certa elasticità. Ne è la prova il fatto che i gas possono essere compressi o dilatati a piacimento. Questa proprietà caratteristica conferisce ai gas la capacità di modificarsi in rapporto alle differenti condizioni di pressione, volume e temperatura.
L'aria, come tutta la materia, è composta da molecole, per la precisione Azoto (78%), Ossigeno (21%) e altri gas meno rappresentati. Le percentuali delle molecole presenti nell'aria sono sempre rispettate in tutte le condizioni; quello che cambia è il numero totale di molecole contenute in un determinato volume e il fenomeno è diretta conseguenza delle condizioni ambientali (temperatura e pressione).
Proviamo a fare qualche esempio per capire meglio.
Ipotizziamo di guidare una moto alimentata da carburatori, quindi senza capacità di intervenire automaticamente sulla carburazione, cosa che avviene, invece, nell'iniezione elettronica. Ipotizziamo di trovarci in una mattina d'inverno ad una temperatura di 0°C al livello del mare (quota = 0 metri). Supponiamo che la moto sia ben carburata.
Ora ipotizziamo, per assurdo, che la temperatura diventi immediatamente estiva, per esempio 30°C. La moto non risulterà più ben carburata come prima, ma inizierà a mostrare segni di carburazione grassa. Tenderà a "girare male" e necessiterà di una ricarburazione.
Cosa è successo? Quando un gas si riscalda, le molecole in esso contenute iniziano ad agitarsi e gli spazi esistenti tra le molecole stesse aumentano. Questo si traduce nella rarefazione del gas, ovvero, in un volume saranno contenute meno molecole.
Questo si traduce in una riduzione del numero di molecole d'aria aspirate dai cilindri del nostro motore a ogni ciclo e consequenziale ingrassamento della carburazione.
Viceversa, se si passa dalla temperatura di 30°C a quella di 0°C, la carburazione smagrisce, poichè l'aria diventa più densa ed il motore aspira più molecole d'aria, a parità di volume aspirato. Questo succede perchè lo stato di agitazione delle molecole si riduce.
Ora cerchiamo di spiegare le modificazioni in conseguenza del cambiamento di pressione.
Qualsiasi fluido, sia esso un liquido o un gas, ha un proprio peso specifico. Quindi un dato volume di fluido ha un proprio peso. Un metro cubo di acqua, per esempio, pesa la bellezza di una tonnellata.
L'aria non è priva di peso, infatti, un metro cubo di aria ha un peso di 1,293 Kg a 0°C, che è un peso molto inferiore rispetto a quello dell'acqua, ma comunque c'è.
Ora, si può osservare che l'acqua crea sul fondo del mare una pressione che dipende dal peso della colonna d'acqua che grava sul fondale. L'entità della pressione dipende dall'altezza (profondità) della colonna d'acqua: per esempio a 10 metri di profondità si ha una pressione di 1 atmosfera.
Anche l'aria sulla terra produce una pressione, detta pressione atmosferica, che, al pari dell'acqua, dipende dalla colonna d'aria che sovrasta il terreno. Infatti, più si va in quota e meno sarà la pressione atmosferica. Per esempio, se a quota 0 metri la pressione è 1 atm, a 1.000 metri sarà all'incirca 0,9 atm.
L'aria più viene compressa e più è densa, questo perchè si riescono a stipare più molecole in un volume.
Traduciamo quanto detto in un esempio pratico.
Ipotizziamo di guidare la moto dell'esempio precedente a quota 0 metri, dove vige una pressione atmosferica di 1 atm, e di avere un'ottima carburazione. Ora ipotizziamo di affrontare una salita, a temperatura costante, che ci porta a 1.000 metri, dove è presente una pressione di 0,9 atm. Di certo accuseremo i sintomi di un'imperfetta carburazione, in questo caso grassa. Questo perchè, come detto, la riduzione della pressione si accompagna alla presenza di un minore numero di molecole d'aria nel volume.
Queste sono condizioni puramente ideali. Nella realtà, a variazioni di temperatura si accompagnano variazioni di pressione e viceversa. Infatti, è vero che in montagna la minore pressione atmosferica provoca la rarefazione dell'aria, ma la tendenza al sua raffreddamento, tipico delle alte quote, ne compensa almeno in parte l'entità.
di Andrea Pastore
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