Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Léggömbpár meglepő nyomásviszonyai, ill. lufinyomás mérése

Két különböző mértékben felfújt, de azonos típusú lufit egy olyan cső végeire illesztünk, amely középen csappal, vagy bármi egyéb módon elzárható.
A józan ész azt diktálná, hogy a nagyobb léggömbben nagyobb a nyomás, így a csap kinyitása után a nagyobb lufiból fog levegő áramlani a kisebb felé. Meglepő módon azonban a kisebb lufi ereszkedik le és a nagyobb felé áramlik a levegő. A jelenség igazolja, hogy a kisebb mértékben felfújt léggömbben nagyobb a nyomás! Vajon mivel magyarázható ez?

lufipar.jpg

Az itt tapasztaltakat érdemes összevetni a sugárhajtású lufiskocsi kísérlettel. Ez alapján kevésbé felfújt léggömbből nagyobb sebességgel áramlik hátra a levegő, tehát a gyorsulása is nagyobb kell legyen, mint nagyrafújt állapotban. 

Érdekességképpen meg is mérhetjük a két léggömb nyomását, ami jól kapcsolódik a hetedik osztályban nyomásról tanultakhoz.
A mérés nyomásmérő műszer nélkül az alábbiak szerint valósítható meg: A lufit sima felületre helyezzük, és ráteszünk egy 5 N-os (fél kg-os) súlyt, amit kezünkkel egyensúlyozunk a lebillenés ellen. Feladatunk ezután már csak az, hogy megnézzük, a lufi mekkora felületen nyomódik be. A benyomódás ellipszis alakú foltját a lufi festékezésével, vagy nedvesítésével tehetjük láthatóvá. A területet aztán négyzetrácsos eljárással (négyzetméterben kifejezve) meghatározhatjuk. A lufi nyomása a súly és a terület hányadosa, vagyis:  p = F/A [Pa]
Felmerül a kérdés, hogy a ráhelyezett súly milyen mértékben növeli az eredeti nyomást? Ezt érdekes lehet különböző nagyságú súlyterhelések függvényében mérni, ami újabb szakköri feladatokat képezhet.

(Érdekességképpen: Ha egy 2300 Pa nyomásra felfújt lufi tetejére egy 0,5 kg-os súlyt helyezünk, a nyomás csupán 200 Pascallal nő, tehát a lesúlyozással történő nyomásmérés nem okoz vészes mérési hibát).

 

lufinyom.jpg

A szakkörünkben végzett mérések szerint a lufik nyomása 1200 - 2500 Pa körül alakul. (Természetesen ez csupán a lufiban levő levegő túlnyomása, a környező levegő kb. 100.000 Pa-os nyomásához képest).
A nyomásmérést célszerű a kísérlet előtt, és a nyomás kiegyenlítődése után is megmérni, mintegy ellenőrzésképpen.

A léggömb nyomását U-csöves, vízzel töltött manométerrel, az alábbi ábrán látható elrendezés szerint mérhetjük meg. A csőnek legalább 30 cm magasnak kell lennie, különben a várható mérési tartomány meghaladja az eszköz magasságát.

lufinyomas.jpg

 Érdemes további mérések során összevetni a nyomás nagyságát a felfújás mértékének függvényében, ill. a léggömb típusa szerint is, ami szakköri feladatsorként jó kutakodási lehetőségeket kínál.

A fentiekkel kapcsolatban egy mérési eredmény szakkörünkből: Kis mértékben felfújt lufi nyomása: 2450 Pa, nagyrafújt lufi nyomása: 1200 Pa-nak adódott U-csöves manométerrel mérve.

Egy kék, ill. sárga léggömb nyomását mértük az átmérő függvényében, U-csöves manométerrel, amelynek eredményeit az alábbi diagramm ábrázolja:

 

lufidiagram.jpg

Szénsavas ásványvizes palack nyomásmérése:
Ha az ásványvizes palackot gumicsővel az U-csöves manométerre csatlakoztatjuk, jól megfigyelhető a palackban képződő CO2 nyomásnövelő hatása. A nyomás fokozottan növekszik, ha a palackot megkocogtatjuk, vagy enyhén megrázzuk.