Scheda di autoapprendimento n.6 Soluzione dei quesiti
• Applicando la legge di Ohm e ricordando l'espressione della potenza dissipata in un circuito, si ottiene:
o R = ∆V/I = 12V/100A = 0,12 ΩΩΩ = 120 mΩΩ ΩΩΩ o W = ∆V·I = 12V·100A = 1200 W = 1,2 kW
• Ogni ione Na+ trasporta una carica positva pari alla carica dell'elettrone e=1,6·10-19C. Dato un flusso f di ioni Na+ nella cella elettrolitica, si otterrà la corrente moltiplicando il flusso per la carica che ciascun ione trasporta:
INa = f·e = (3·105 ioni/s) · (1,6·10-19 C/ione) = 4,8·10-14C/s = 4,8·10-14A Analogamente, la corrente dovuta al fluso di ioni Cl- sarà
ICl = 6·105 · 1,6·10-19 C/s = 9,6·10-14A
La corrente complessiva è data dalla somma delle correnti dovute al flusso dei due ioni. Infatti, benchè gli ioni Cl- siano carichi negativamente, essi migrano in direzione opposta rispetto agli ioni Na+. Quindi
I = INa + ICl = 4,8·10-14A + 9,6·10-14A = 14,4·10-14A
• Il peso del corpo immerso in acqua non varia. Infatti, il peso (o forza peso) Fp che agisce su di un corpo di massa m soggetto alla forza di gravità è
Fp = mg
dove g rappresenta l'accelerazione di gravità (g=9,8 m/s2). Questa forza agisce indipendentemente da dove il corpo sia stato immerso. Nel caso di un corpo immerso in un fluido, il peso apparente (pari alla forza necessaria per sostenere il corpo, da non confondersi con il peso del corpo stesso) può risultare inferiore a causa della spinta di Archimede che agisce verso l'alto.
Se il corpo di massa pari a 10 kg ha densità doppia rispetto all'acqua, occupa lo stesso volume occupato da 5 kg di acqua. La spinta di Archimede è quindi
S = mH2O·g = 5kg · 9,8 m/s2 = 49 N
• Se si assume che il sangue abbia la stessa densità dell'acqua, la pressione idrostatica esercitata da 1m di sangue sarà pari a 100 cmH2O. Per convenienza, trasformiamo il risultato nelle unità mmHg; ricordando che, a parità di pressione, l'altezza di una colonna di liquido è inversamente proporzionale alla densità del liquido stesso, e ricordando anche che dHg=13,6 dH2O, sarà
p =100/13,6 cmHg = 7,4 cmHg = 74 mmHg
Un metodo alternativo consiste nel ricordare che la pressione atmosferica (760mmHg) corrisponde ad una colonna d'acqua di 10,4 metri. Impostiamo quindi la proporzione
760 mmHg : 1040 cmH2O = x : 100 cmH2O da cui si ottiene nuovamente
x = (100 cmH2O)· (760 mmHg)/(1040 cmH2O) = 74 mmHg
• L'altezza minima del flacone è quella alla quale la pressione idrostatica del sangue da
somministrare al paziente (p=d·g·h) uguaglia la pressione venosa (pv=18 mmHg). Se h rappresenta l'altezza del flacone rispetto al paziente, d=103kg/m3 la densità del sangue e g=9,8 m/s2
l'accelerazione di gravità, sarà
h = pv/(d·g) = 18mmHg / (9,8·103kg/m2s2) =
= (18·105/760)Pa / (9,8·103Pa/m) = 0,24 m = 24cm
