Laboratorio di Fisica - Sei

UNITÀ 17 • La legge di Boyle e Mariotte 101
g) Metti sul pistone uno dei pesi e, facendo in modo che la compressione non sia troppo rapida, determina
l’altezza dalla base del cilindro fino al pistone (prima riga della colonna 1 in tabella):
h 1 = (… ± …) …
h) Ripeti la misurazione dell’altezza di cui all’istruzione precedente ogni volta che aggiungi un peso,
completando così la colonna 1 della tabella.
i) Leggi il valore della temperatura dell’ambiente per confrontarlo con quello iniziale:
t f = (… ± …) …
Fatto questo, l’esecuzione pratica della prova è terminata.
6 Raccolta dei dati
In tabella abbiamo riportato i dati che vanno effettivamente elaborati, mentre abbiamo posto all’esterno
di essa quelli costanti, come la massa del pistone, il diametro del cilindro, l’altezza iniziale, la pressione
atmosferica. Come sempre, quelli qui riportati sono dati campione e non quelli che avrai tu.
Tabella 1
m pistone = (113,3 ± 0,1) g d = (35,45 ± 0,05) mm
p atm = (1,010 ± 0,005) · 10 5 Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
h Dx(h) V = S ◊ h Dx(V) m Dx(m) p Dx(p) p ◊ V Dx( p ◊ V )
(◊ 10 -3 m) (◊ 10 -3 m) (◊ 10 -6 m 3 ) (◊ 10 -6 m 3 ) (kg) (kg) (◊ 10 5 Pa) (◊ 10 5 Pa) (J) (J)
81 1 80 2 0,500 0,001 1,071 0,006 8,6 0,3
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
7 Elaborazione
Suddividiamo il trattamento dei dati in varie fasi, perché è piuttosto articolato.
• Calcoliamo la superficie della sezione del cilindro:
S d = = = π 2 3, 14159
3 2
−
−
⋅( 35, 45 ⋅10 ) 987, 01194 ⋅10
m ≅ 987 ⋅10 m
4 4
(Se devi calcolare l’incertezza di S, vedi più avanti l’help 1.)
• Determiniamo il volume V 1 occupato dall’aria con un solo peso sul pistone:
V 1 = S ⋅ h 1 = 987 ⋅ 10 −6 ⋅ 81 ⋅ 10 −3 = 79,947 ⋅ 10 −6 m 3 ≅ 80 ⋅ 10 −6 m 3
Mettiamo il valore nella colonna 3 della tabella 1.
(Se devi calcolare l’incertezza di V 1, leggi l’help 2.)
− 6 2 6 2
• Troviamo la pressione iniziale p 1, data dalla somma della pressione atmosferica, di quella dovuta alla
massa del pistone e, infine, della pressione della prima massa (0,500 kg) aggiunta sul pistone:
mpistone ⋅ g m1⋅g 5 0, 1133 ⋅ 9, 81 0, 500 ⋅ 9, 81
p1= patm + ppistone + pagg= patm
+ +
= 1,010 ⋅10
+ + – 6
S S
987 ⋅10
987 10 6 = – ⋅
5 5 5
5 5
= 1, 010 ⋅10 + 0, 01126 ⋅10 + 0, 04970 ⋅10 = 1, 07096 ⋅10 Pa ≅1, 071 ⋅10Pa
Questo risultato lo riportiamo nella colonna 7 della tabella.
(Se devi calcolare l’incertezza di p 1, vedi più avanti l’help 3.)
S. Fabbri, M. Masini – Phoenomena, Laboratorio di Fisica – © 2011, SEI Società Editrice Internazionale, Torino