l'equazione: PV = nRT vi dice qualcosa, è probabile che ricordate anche la scoperta precedente: PV = costante.
La prima è l'equazione di stato dei gas perfetti, e fu formulata dal fisico francese Émile Clapeyron nel 1834.
La seconda era stata determinata 172 anni prima, dall'irlandese Robert Boyle, verificando sperimentalmente che pressione e volume di un gas sono inversamente proporzionali: se raddoppio il volume in cui un gas può espandersi, allora la pressione da esso esercitata si dimezza.
Questo avviene se la temperatura si mantiene costante, ma ci vorranno appunto quei 172 anni perché Clapeyron inserisca nell'equazione anche la temperatura (T), il numero "n" di moli di gas, oltre a R, la costante universale dei gas.
Cosa sia una mole mi è complicato spiegarlo, ricordo che ha popolato i miei incubi all'epoca dell'esame di Chimica al Politecnico.
Una mole di materia è la quantità di quella determinata materia che contiene un numero di particelle elementari pari al numero di Avogadro, 6,022 x 1023.
Se vi capita di passare da Biella, fate un salto al Piazzo, la cittadella sopraelevata sulla città. A uno degli ingressi al Piazzo, una lapide su un edificio ricorda che Amedeo Avogadro trascorse lì diversi anni della sua vita.
In ogni caso trattenetevi dalla battuta: «Ah, la casa di Avogadro? A saperlo gli facevo uno squillo, ho il numero».
I suoi primi anni
Robert Boyle nacque in Irlanda, il 25 gennaio 1627, figlio di Richard Boyle, primo conte di Cork.
In famiglia i mezzi non mancavano, visto che il giovane Robert, studiò in Svizzera, poi a Firenze, dove arrivò a 14 anni, poco prima che Galilei morisse nel 1642.
Quegli anni erano decisamente complicati per la monarchia e le popolazioni britanniche.
Fieramente contrapposti c'erano: da un lato la concezione della monarchia per diritto divino, espressa dal re Carlo I, anglicano; dall'altro, con Oliver Cromwell, protestante calvinista puritano, le spinte a democratizzare, consentendo, per fare un esempio, il voto a tutti gli uomini.
Nella lotta tra Parlamentaristi e Realisti, tra anglicani e puritani, inizialmente Irlanda e Scozia subirono brutali repressioni, e Carlo I ci rimise la testa, rotolata sul palco del patibolo in un gelido 30 gennaio 1649.
Non lasciò esempi di democrazia il re Carlo, ma un buon suggerimento quello si: coprirsi molto bene quando fa freddo. Sul patibolo, infatti, salì indossando due maglie di lana, per evitare che qualcuno scambiasse per paura un eventuale fremito da freddo.
Nel seguito andò maluccio anche a Cromwell: calcoli (non matematici) e complicazioni renali lo spensero a 59 anni, nel 1658.
Due anni dopo la monarchia risalì in sella con Carlo II, che pensò bene di condannare a morte Cromwell. Incurante del fatto che fosse già morto, lo fece disseppellire insieme ad altri tre nemici della corona. Poi tutti e quattro finirono hanged, drawn and quartered, cioè denudati, impiccati, castrati, sventrati e decapitati. Olé.
Quando il nostro Robert Boyle torna a casa, nel 1645, trova un Paese alquanto agitato, oltre a due notizie, una brutta e una bella: il papà è morto, ma gli ha lasciato una ricca eredità. Tanto ricca da far si che non dovrà mai lavorare, potendosi quindi dedicare alla passione scientifica che ha scoperto nel suo viaggio di studio: di cosa è fatta la materia?
La materia e il vuoto
La scienza ufficiale era ferma ad Aristotele: terra, aria, fuoco e acqua.
Per inciso, fu a questo punto che al liceo piantai lo studio della filosofia, ritenendola una globale sciocchezza. Peccato di presunzione, sarebbe valsa la pena di proseguire: dopo c'erano cose interessanti, ma me le sono perse, ahimé.
In contrasto con la scienza ufficiale, Boyle invece ipotizzava che la materia fosse fatta di particelle elementari, teoria che contemplava anche l'assenza di materia e quindi il vuoto, sulla cui esistenza (se si può definirla così) c'era grande dibattito.
In un ambiente che fosse svuotato di ogni sostanza, cosa potrebbe trasmettersi? Il moto? il suono? il calore?
Galilei aveva correttamente ipotizzato che non solo il moto rimaneva possibile, ma che la mancanza di resistenza dell'aria avrebbe fatto cadere al suolo un oggetto pesante e una piuma con la stessa velocità.
Per una inequivocabile e conclusiva prova sperimentale al riguardo, occorrerà aspettare il 1971 e l'Apollo 15, ma intanto Galilei aveva trovato una plausibile conferma lasciando cadere due palle pesanti, ma di massa diversa, dalla torre di Pisa.
Rober Boyle fu un entusiasta pioniere delle ricerche sul vuoto.
Fu tra i primi a costruire, con l'aiuto di Robert Hooke, una pompa del vuoto con cui condusse svariati esperimenti e misurazioni, calcoli e teorizzazioni, che lo portarono a quel PV = costante da cui siamo partiti.
Descrisse scrupolosamente 43 di questi esperimenti nel suo "New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects (Made, for the Most Part, in a New Pneumatical Engine)".
In questi esperimenti dimostrò che il suono non si propaga nel vuoto, ad esempio.
Nel terribile "esperimento 41" dimostrò che l'aria serve alla vita: un uccellino richiuso nella macchina del vuoto muore, quando gli viene a mancare l'aria (la cosa ispirò il pittore Joseph Wright of Derby).
In precedenza, il tedesco Otto Guericke aveva rinchiuso in una macchina a vuoto un luccio. Poi aveva svuotato d'aria la macchina; il luccio aveva prima sputato un pesciolino mangiato in precedenza (per effetto della differenza di pressione tra il suo interno e lo spazio circostante) e poi era defunto.
Per fortuna di Boyle, Guericke e in fondo anche nostra, i movimenti animalisti non erano ancora nati.
C'è vita oltre la Chimica e la Fisica ?
Se, grazie all'agiatezza economica e alla sua passione, Boyle fu per tutta la vita al centro della vita scientifica del Paese (fu tra i fondatori dell' Invisible College, che poi sarebbe diventata la Royal Society di Londra), la sua vita privata fu per altro canto molto tranquilla.
Non si sposò mai, avendo elaborato un paio di teorie anche su donne e matrimonio.
La prima: è naturale che le donne curino la propria bellezza, pensava, in fondo è per questo che vengono ammirate. Ma l'età le rovina un po', e poi sono così volubili. Meglio tenersene alla larga.
Sul matrimonio invece,avendone visti pochi felici a fronte di tantissimi disastrosi, rimproverava al legislatore di averlo reso indissolubile. «È una lotteria - affermava - può andare bene ma anche male. E per uno che va bene, ce ne sono molti sfortunati».
Sarà, ma dissento dalla conclusione: secondo me è meglio provarci.
Buon sabato.
[Tutti i post su compleanno.]
[Nell'immagine: dettaglio del quadro di Joseph Wright of Derby: lui assiste rapito al crudele esperimento 41, lei lo guarda e pensa: «E anche stasera niente cinema, niente cena fuori, che palle questo '600»]