Papero bevitore


Descrizione

Il papero è costituito da due cavità sferiche collegate fra loro tramite un tubetto che fa da "collo" per il papero. Tale tubetto prosegue all'interno della cavità inferiore fino a toccarne quasi il fondo. Il papero è libero di oscillare attorno ad un asse orizzontale posto a circa a metà altezza. La cavità inferiore è riempita con un liquido colorato la cui tensione di vapore dipende fortemente dalla temperatura; la cavità superiore (la "testa" del papero) è ricoperta con del feltro in grado di assorbire acqua.
Il papero sta per bere
Primo piano
Spiegazione

Se la testa del papero è asciutta, tutto il liquido colorato rimane all'interno della cavità inferiore: il baricentro del sistema si trova in questo caso al di sotto dell'asse di rotazione. Il risultato è che la forza peso genera una coppia che tende a riportare il papero nella posizione verticale di equilibrio stabile.

Bagnando il feltro che ricopre la testa si osserva che il liquido colorato inizia a risalire lungo il collo. A causa di questa risalita il baricentro del papero si sposta verso l'alto, fino a trovarsi al di sopra dell'asse di rotazione. A questo punto il momento della forza peso farà inclinare la testa del papero verso il basso.

Infine, quando il becco urta il bicchiere, il tubetto si è inclinato a tal punto da non "pescare" più nella cavità inferiore. Ne consegue che il liquido rifluirà immediatamente verso il basso ed il papero tornerà in posizione verticale.

Rimane da capire come mai ad un certo punto il liquido colorato inizia a salire. Grazie all'evaporazione dell'acqua dal feltro, la temperatura della testa si abbassa di qualche grado rispetto al resto del papero. La pressione dovuta alla tensione di vapore del liquido nella parte superiore e nel tubicino diventa quindi più bassa di quella nella cavità inferiore. Questa differenza di pressione spinge in alto il liquido lungo il tubicino.

Una curiosità: non serve mettere acqua nel bicchiere (la si mette solo per fare "effetto"), in quanto è sufficiente che la testa sia bagnata. Prima che la testa si asciughi completamente trascorre infatti molto tempo e si può osservare il papero andare su e giù moltissime volte; non è quindi necessario che il becco si bagni ogni volta che il papero si inclina.

Cosa succede se si bagna la testa con alcool?