Légnyomásmérés Melde-csővel
Feladatod különböző hosszúságú higanyoszlopok esetén megmérni a Melde-csőbe bezárt gázoszlop hosszát a cső vízszintes, illetve függőleges helyzeteiben, majd kiszámítani a mért adatok alapján a külső légnyomást.
1. feladat
Figyeld meg a bejelentkező képernyőt! Milyen eszközt látsz az ábrán?
2. feladat
Vizsgáld meg a nyomásokat!
a) Mit jelöl a kék nyíl?
b) A cső vízszintes helyzetében mit mondhatunk a bezárt gáz nyomásáról?
c) Állítsd a csövet függőleges helyzetbe az α csúszka segítségével (α = 90°)!
Milyen nyomás nehezedik még a bezárt gázoszlopra (mit jelöl a piros nyíl)?
d) Mitől függ a hidrosztatikai nyomás? Hogyan számíthatod ki?
e) A cső függőleges helyzetében hogyan kaphatjuk meg a bezárt gáz nyomását?
f) A cső vízszintes helyzetéhez képest változott-e a bezárt gázoszlop térfogata? Miért?
3. feladat
a) Változik a hőmérséklet a mérések során? Milyen állapotváltozásról beszélhetünk ebben az esetben?
b) Változik a bezárt gáz anyagmennyisége a mérések során?
c) Milyen törvényt tanultál az izoterm állapotváltozással kapcsolatban? Mit mond ki ez a törvény?
d) Változik-e a cső keresztmetszete (A) a mérések során?
e) Írd fel a Boyle-Mariotte-törvényt a bezárt gázoszlop hosszának függvényében!
(Jelölje l a cső függőleges helyzetéhez tartozó, l0 a cső vízszintes helyzetéhez tartozó gázoszlop hosszúságát!)
f) A felírt összefüggések alapján add meg p0-t a bezárt gázoszlop hosszainak (l0, l) és a hidrosztatikai nyomás (pHg) függvényében!
g) Mit tapasztaltál, milyen adatok mérésével tudjuk a külső légnyomás értékét
meghatározni?
4. feladat
Végezd el a mérést különböző p0 és h értékek beállításával!
A mérés menete:
gomb megnyomásakor a táblázatbeli értékek törlődnek.
- Állítsuk be a mérni kívánt légnyomás értékét (p0) a csúszka segítségével!
- Ha a cső nem vízszintes helyzetű, állítsuk a csövet vízszintes helyzetbe az α csúszka segítségével! (α = 0°)
- Állítsuk be a higanyoszlop hosszát (h) a kívánt értékre a csúszka segítségével és írjuk be a táblázatba ezt az értéket! (Háromféle érték beállítása lehetséges: 0,1 m, 0,15 m és 0,2 m.)
- Mérjük meg a bezárt gázoszlop hosszát (l0) a cső mellett található mérőszalag segítségével és írjuk be a táblázatba ezt az értéket! Ha pontosan mértünk, a mért érték zöld színűre változik. A beállításhoz – az egéren kívül – használhatóak a nyílbillentyűk is.
- Állítsuk a csövet függőleges helyzetbe az α csúszka segítségével! (α = 90°)
- Mérjük meg ismét a bezárt gázoszlop hosszát (l) a 4. pontban ismertetett módon, és írjuk be a táblázatba ezt az értéket!
- Számítsuk ki a higanyoszlop hidrosztatikai nyomását () és írjuk be a táblázatba az eredmény két tizedesjegyre kerekített értékét! A program ellenőrzi a számítást és visszajelez. Zölddel jelenik meg a beírt érték, ha helyes és pirossal, ha téves.
- Számítsuk ki a külső légnyomás értékét (), és írjuk be a táblázatba az eredmény két tizedesjegyre kerekített értékét! A program ellenőrzi a számítást és visszajelez. Zölddel jelenik meg a beírt érték, ha helyes és pirossal, ha téves.
- Folytassuk a mérést másik p0 és h értékek beállításával!
gomb megnyomásakor a táblázatbeli értékek törlődnek.