Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Nyomásmérés búvárharanggal

Ha egy műanyag pillepalackot úgy töltünk meg vízzel, hogy abban egy szájával lefelé fordított kémcső ússzon, a benne maradt levegőmennyiség miatt, lényegében egy búvárharang modelljét állítottuk elő.
A palackot lezárjuk és megkezdődhet kísérletünk.
Ha a palack oldalára nyomást gyakorlunk, akkor a palackban a hidrosztatikai nyomás is növekszik, ezáltal a kémcsőben levő légoszlop magassága csökken. Jól megfigyelhető, hogy a nyomással arányosan csökken a légoszlop (H) magassága. Ha a nyomást olyan mértékben növeljük, hogy a lecsökkenő légtérfogat már nem termel elég felhajtóerőt, akkor búvárharangunk alámerül. Ezzel így játszadozva jól szemléltehetjük a felhajtóerőt, a gázok összenyomhatóságát, az úszás és elmerülés feltételeit, és a nyomás terjedésétnek törvényszerűségeit.
Felmerül a kérdés: ki tudjuk-e számítani a palackban levő nyomást a kémcső levegőoszlopának rövidüléséből (h)?
A válasz egyszerűen megfogalmazva a következő: Ahányad részére csökken a légoszlop magassága, annyiszor nagyobb a keletkezett nyomás a légköri nyomásnál. (Pl. ha a buborék felére csökken, akkor a palackban már kb. 200 kPa (2 atm) nyomás van).
Kiszámítás: p = 100 * H/h [kPa]
A légoszlop magasságváltozásának méréséhez célszerű a vízbehelyezés előtt a kémcső falán egy jól látható skálát elhelyezni.
A mérés pontossága növelhető, ha a kémcsövet levegővel teljesen telítve merítjük a palackba, így ugyanis lényegesen nagyobb mértékű légoszlopváltozásokat okoz a nyomásváltozás. (Ha a kémcső teljesen levegővel teli, akkor természetesen a merülési jelenségek nem tanulmányozhatók).

 buvarjo.jpg

Érdekességképpen megemlítjük, hogy két, erősebb fizikumú diákunk a palackot nagy erővel összenyomva, a légoszlop méretcsökkenéséből becsült nyomást 260-280 kPa-ig tudtuk fokozni. Ez megközelíti a vízrakétánál (lásd a vonatkozó fejezetet) számított nyomás értékét.