14.08.2012 Views

3B SCIENTIFIC® PHYSICS U17210 Gerät zum Boyle-Mariotte Gesetz

3B SCIENTIFIC® PHYSICS U17210 Gerät zum Boyle-Mariotte Gesetz

3B SCIENTIFIC® PHYSICS U17210 Gerät zum Boyle-Mariotte Gesetz

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>3B</strong> <strong>SCIENTIFIC®</strong> <strong>PHYSICS</strong><br />

<strong>U17210</strong> <strong>Gerät</strong> <strong>zum</strong> <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong> <strong>Gesetz</strong><br />

Bedienungsanleitung<br />

5/03 ALF<br />

2<br />

1<br />

3 4 5<br />

Das <strong>Gerät</strong> dient zur experimentellen Bestimmung des<br />

Zusammenhangs von Gasvolumen und Druck einer in<br />

einem Plexiglaszylinder eingeschlossenen Luftmenge bei<br />

konstanter Temperatur (<strong>Gesetz</strong> von <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>).<br />

1. Beschreibung, technische Daten<br />

Das <strong>Gerät</strong> besteht aus einem geschlossenem Plexiglaszylinder<br />

mit Skala zur Volumenbestimmung und einem<br />

daran angeflanschtem Manometer zur Druckablesung<br />

mit Be- bzw. Entlüftungsventil. Durch Drehen des Drehknopfs<br />

kann der im Zylinder befindliche Kolben über<br />

eine Gewindestange bewegt und so das Volumen variiert<br />

werden. Auf diese Weise kann sowohl ein Überdruck<br />

als auch ein Unterdruck erzeugt werden. Zwei O-Ringe<br />

am Kolben schließen die Luftmenge ab, sie werden durch<br />

eine geringe Menge Silikonöl geschmiert. Aus Sicherheitsgründen<br />

ist der Arbeitszylinder von einem weiteren<br />

Plexiglaszylinder umgeben.<br />

Arbeitszylinder:<br />

Länge: 300 mm<br />

Durchmesser: 40 mm (innen)<br />

Kolben: 30 mm x 40 mm Ø<br />

Skala:<br />

Länge: 250 mm<br />

Teilung: 5 mm<br />

Manometer:<br />

Druckbereich: – 10 N/cm² - 30 N/cm²<br />

Durchmesser: 100 mm<br />

6<br />

1<br />

1 Manometer<br />

2 Handschraube für das Dosierventil<br />

3 Arbeitszylinder mit Schutzzylinder<br />

4 Kolben mit O-Ringen<br />

5 Skala<br />

6 Drehknopf mit Gewindestange<br />

2. Bedienung<br />

Versuch <strong>zum</strong> Nachweis des <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>schen <strong>Gesetz</strong>es,<br />

das besagt, dass bei einer gegebenen Gasmenge bei<br />

gleichbleibender Temperatur das Produkt aus dem Volumen<br />

und dem Druck konstant ist.<br />

Das Volumen der Luftsäule errechnet sich aus dem Produkt<br />

des Querschnitts des Zylinders und der Länge der<br />

Luftsäule. Da der Querschnitt eine feste Größe ist, wird<br />

im Versuch die Veränderung des Volumens nur durch<br />

die Veränderung der Länge der Luftsäule ausgedrückt.<br />

• Zylinder belüften in dem die Ventilschraube nach links<br />

gedreht wird.<br />

• Kolben auf die 25 cm Marke einstellen. Falls der Kolben<br />

schwer gängig ist, ist es am besten ihn etwas<br />

nach rechts und links zu drehen, so dass die O-Ringe<br />

mit dem Silikonöl in Kontakt kommen.<br />

• Ventil schließen. Der Manometerzeiger steht auf dem<br />

Anfangsdruck 1.<br />

• Vor jeder Druckablesung leicht mit dem Finger gegen<br />

das Manometer tippen, um sicher zu stellen, dass der<br />

Zeiger an der richtigen Stelle steht.<br />

• Kolben durch Drehen des Drehknopfs auf 24 cm verschieben<br />

und neuen Druckwert ablesen und notieren.<br />

• Vorgang in 1 cm Schritten wiederholen.<br />

• Alle Werte in ein Diagramm eintragen (siehe Abbildung).<br />

• Entsprechend verfahren, wenn das <strong>Gesetz</strong> bei geringer<br />

werdendem Druck nachgewiesen werden soll. Bei<br />

einer Luftsäulenlänge von 7 cm beginnen.<br />

®


Über 10 N/cm 2<br />

3. Messbeispiel<br />

V p p x V<br />

25 10,0 250,0<br />

24 10,3 247,2<br />

23 10,8 248,4<br />

22 11,2 246,4<br />

21 12,0 252,0<br />

20 12,5 250,0<br />

19 13,2 250,8<br />

18 14,0 252,0<br />

17 15,0 255,0<br />

16 16,0 256,0<br />

15 17,0 255,0<br />

14 18,3 256,2<br />

13 19,8 257,4<br />

12 21,2 254,4<br />

11 23,2 255,2<br />

10 25,5 255,0<br />

9,0 28,5 256,5<br />

8,5 30,0 255,0<br />

Total 4552,5<br />

Durchschnitt 4552,5 / 18 = 252,9<br />

1% = 2,53<br />

2<br />

p(N/cm )<br />

10<br />

5<br />

0 7 10 15 20<br />

p > 10 N/cm²<br />

V<br />

25<br />

Unter 10 N/cm 2<br />

V p p x V<br />

7 10 70,0<br />

8 8,9 71,2<br />

9 7,9 71,1<br />

10 6,9 69,0<br />

11 6,1 67,1<br />

12 5,5 66,0<br />

13 5,1 66,3<br />

14 4,6 64,4<br />

15 4,5 67,5<br />

16 4,1 65,6<br />

17 3,5 59,5<br />

18 3,3 59,4<br />

19 3,1 58,9<br />

20 3,0 60,0<br />

21 2,9 60,9<br />

22 2,7 59,4<br />

23 2,5 57,5<br />

24 2,3 55,5<br />

25 2,1 52,5<br />

Total 1201,8<br />

Durchschnitt 1201,8 / 19 = 63,25<br />

1% = 0,63<br />

<strong>3B</strong> Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland 2 • www.3bscientific.com • Technische Änderungen vorbehalten<br />

p<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5 10 15 20 25<br />

p < 10 N/cm²<br />

V


<strong>3B</strong> <strong>SCIENTIFIC®</strong> <strong>PHYSICS</strong><br />

Instruction sheet<br />

5/03 ALF<br />

2<br />

1<br />

3 4 5<br />

<strong>U17210</strong> <strong>Boyle</strong>’s law apparatus<br />

This apparatus is used for the experiment-based determination<br />

of the relationship between the volume and<br />

the pressure of a gas (air) at constant temperature (<strong>Boyle</strong>’s<br />

law). The device consists of a plexi-glass cylinder which<br />

encloses gas.<br />

1. Description, technical data<br />

The apparatus consists of an enclosed plexi-glass cylinder<br />

with graduated scale to determine volume and a<br />

flange-mounted manometer for pressure readings and<br />

includes an aeration and de-aeration valve. By turning<br />

the knob the threaded rod moves the piston up an down<br />

inside the cylinder thus varying the volume. This permits<br />

the generation of over- and underpressure. Two O-rings<br />

attached to the piston seal off the air. These are lubricated<br />

with a small amount of silicon oil. For safety reasons<br />

the power cylinder is encased in an additional plexiglass<br />

cylinder.<br />

Power cylinder:<br />

Length: 300 mm<br />

Diameter: 40 mm (interior)<br />

Piston: 30 mm x 40 mm Ø<br />

Scale:<br />

Length: 250 mm<br />

Scale div.: 5 mm<br />

Manometer:<br />

Pressure range: –10 N/cm² - 30 N/cm²<br />

Diameter: 100 mm<br />

6<br />

3<br />

1 Manometer<br />

2 Handscrew for the metering valve<br />

3 Working cylinder with protective cylinder<br />

4 Piston with O-rings<br />

5 Scale<br />

6 Rotary knob with threaded rod<br />

2. Operation<br />

Perform an experiment to verify <strong>Boyle</strong>’s law which states<br />

that for a given mass of gas (air) at a constant temperature<br />

the product made up of the volume and the pressure<br />

is constant.<br />

The volume of the air column is computed out of the<br />

product of the cylinder’s cross-section and the length of<br />

the air column. As the cross-section is a fixed variable,<br />

the change in volume can only be expressed by varying<br />

the length of the air column.<br />

• Ventilate the cylinder by turning the hand valve screw<br />

to the left.<br />

• Set the piston to the 25 cm mark. If the piston is stuck<br />

the best remedy is to turn it slightly right to left, so<br />

that the O-rings come into contact with the silicone<br />

oil.<br />

• Close the valve. The manometer gage pointed indicates<br />

an initial pressure of 1.<br />

• Before each pressure reading tap your finger softly<br />

against the manometer to make sure that the pointer<br />

is on the right setting.<br />

• Turn the rotary knob to slide the piston to the 24 cm<br />

mark and read off and note down the next pressure<br />

level.<br />

• Repeat the procedure in 1 cm steps.<br />

• Enter all the values into a graph (see Figure).<br />

• Proceed accordingly for the case that <strong>Boyle</strong>’s law is to<br />

be verified for decreasing pressure. Start here with an<br />

air column length of 7 cm.<br />

®


Over 10 N/cm 2<br />

3. Measurement example<br />

V p p x V<br />

25 10.0 250.0<br />

24 10.3 247.2<br />

23 10.8 248.4<br />

22 11.2 246.4<br />

21 12.0 252.0<br />

20 12.5 250.0<br />

19 13.2 250.8<br />

18 14.0 252.0<br />

17 15.0 255.0<br />

16 16.0 256.0<br />

15 17.0 255.0<br />

14 18.3 256.2<br />

13 19.8 257.4<br />

12 21.2 254.4<br />

11 23.2 255.2<br />

10 25.5 255.0<br />

9,0 28.5 256.5<br />

8.5 30.0 255.0<br />

Total 4552.5<br />

Average 4552.5 / 18 = 252.9<br />

1% = 2.53<br />

2<br />

p(N/cm )<br />

10<br />

5<br />

0 7 10 15 20<br />

p > 10 N/cm²<br />

V<br />

25<br />

Below 10 N/cm 2<br />

V p p x V<br />

7 10 70.0<br />

8 8.9 71.2<br />

9 7.9 71.1<br />

10 6.9 69.0<br />

11 6.1 67.1<br />

12 5.5 66.0<br />

13 5.1 66.3<br />

14 4.6 64.4<br />

15 4.5 67.5<br />

16 4.1 65.6<br />

17 3.5 59.5<br />

18 3.3 59.4<br />

19 3.1 58.9<br />

20 3.0 60.0<br />

21 2.9 60.9<br />

22 2.7 59.4<br />

23 2.5 57.5<br />

24 2.3 55.5<br />

25 2.1 52.5<br />

Total 1201.8<br />

Average 1201.8 / 19 = 63.25<br />

1% = 0.63<br />

<strong>3B</strong> Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany 4 • www.3bscientific.com • Technical amendments are possible<br />

p<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5 10 15 20 25<br />

p < 10 N/cm²<br />

V


<strong>3B</strong> <strong>SCIENTIFIC®</strong> <strong>PHYSICS</strong><br />

Instructions d’utilisation<br />

5/03 ALF<br />

2<br />

1<br />

<strong>U17210</strong> Appareil de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong><br />

3 4 5<br />

6<br />

L’appareil permet de déterminer par l’expérience le lien<br />

entre le volume d’un gaz et la pression d’une quantité<br />

d’air enfermée dans un cylindre en plexiglas à température<br />

constante (loi de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>).<br />

1. Description, caractéristiques techniques<br />

L’appareil est constitué d’une part d’un cylindre à graduation<br />

en plexiglas fermé permettant de déterminer le<br />

volume et d’autre part, relié au cylindre, d’un manomètre<br />

à vanne d’aération et de désaération permettant de<br />

lire la pression.<br />

Tourner le bouton tournant pour mettre le piston en<br />

mouvement dans le cylindre par le biais d’une tige filetée<br />

et varier ainsi le volume. Ce système permet de générer<br />

tant une surpression qu’une dépression. Deux joints<br />

toriques, montés sur le piston et lubrifiés par une faible<br />

quantité d’huile silicone, isolent le volume d’air. Pour<br />

des raisons de sécurité, le cylindre de travail est enveloppé<br />

d’un autre cylindre en plexiglas.<br />

Cylindre de travail :<br />

Longueur : 300 mm<br />

Diamètre : 40 mm (intérieur)<br />

Piston : 30 mm x Ø 40 mm<br />

Graduation :<br />

Longueur : 250 mm<br />

Pas : 5 mm<br />

Manomètre :<br />

Gamme de pression: –10 N/cm² - 30 N/cm²<br />

Diamètre : 100 mm<br />

5<br />

1 Manomètre<br />

2 Vis manuelle de la vanne de dosage<br />

3 Cylindre de travail avec cylindre protecteur<br />

4 Piston avec joints toriques<br />

5 Graduation<br />

6 Bouton tournant avec tige filetée<br />

2. Manipulation<br />

L’expérience permet de démontrer la loi de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong><br />

qui affirme qu’en présence d’un volume gazeux et<br />

à température constante, le produit du volume et de la<br />

pression est constant.<br />

Le volume de la colonne d’air est calculé à partir du produit<br />

de la section du cylindre et de la longueur de la<br />

colonne d’air. Au cours de l’expérience, la section étant<br />

une grandeur fixe, la modification du volume est uniquement<br />

exprimée par la modification de la longueur de<br />

la colonne d’air.<br />

• Aérer le cylindre en tournant la vis de la vanne vers la<br />

gauche.<br />

• Régler le piston sur le repère 25 cm. Si le mouvement<br />

du piston est grippé, tourner légèrement le piston à<br />

droite et à gauche, de sorte que les joints toriques<br />

entrent en contact avec l’huile silicone.<br />

• Refermer la vanne. L’aiguille du manomètre indique<br />

la pression initiale 1.<br />

• Avant chaque lecture de pression, frapper légèrement<br />

du doigt sur le manomètre pour s’assurer que l’aiguille<br />

se situe au bon endroit.<br />

• Régler le piston sur 24 cm en tournant le bouton,<br />

puis lire et noter la nouvelle valeur de pression.<br />

• Répéter la procédure centimètre par centimètre.<br />

• Inscrire toutes les valeurs dans un diagramme (voir<br />

l’illustration).<br />

• Procéder par analogie pour démontrer la loi de <strong>Boyle</strong>-<br />

<strong>Mariotte</strong> lorsque la pression diminue. Commencer<br />

par une longueur de colonne d’air de 7 cm.<br />

®


Au-dessus de 10 N/cm²<br />

3. Exemple de mesure<br />

V p p x V<br />

25 10,0 250,0<br />

24 10,3 247,2<br />

23 10,8 248,4<br />

22 11,2 246,4<br />

21 12,0 252,0<br />

20 12,5 250,0<br />

19 13,2 250,8<br />

18 14,0 252,0<br />

17 15,0 255,0<br />

16 16,0 256,0<br />

15 17,0 255,0<br />

14 18,3 256,2<br />

13 19,8 257,4<br />

12 21,2 254,4<br />

11 23,2 255,2<br />

10 25,5 255,0<br />

9,0 28,5 256,5<br />

8,5 30,0 255,0<br />

Total 4552,5<br />

Moyenne 4552,5 / 18 = 252,9<br />

1% = 2,53<br />

2<br />

p(N/cm )<br />

10<br />

5<br />

0 7 10 15 20<br />

p > 10 N/cm²<br />

V<br />

25<br />

Au-dessous de 10 N/cm²<br />

V p p x V<br />

7 10 70,0<br />

8 8,9 71,2<br />

9 7,9 71,1<br />

10 6,9 69,0<br />

11 6,1 67,1<br />

12 5,5 66,0<br />

13 5,1 66,3<br />

14 4,6 64,4<br />

15 4,5 67,5<br />

16 4,1 65,6<br />

17 3,5 59,5<br />

18 3,3 59,4<br />

19 3,1 58,9<br />

20 3,0 60,0<br />

21 2,9 60,9<br />

22 2,7 59,4<br />

23 2,5 57,5<br />

24 2,3 55,5<br />

25 2,1 52,5<br />

Total 1201.8<br />

Moyenne 1201,8 / 19 = 63,25<br />

1% = 0,63<br />

6<br />

<strong>3B</strong> Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Allemagne • www.3bscientific.com • Sous réserve de modifications techniques<br />

p<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

p < 10 N/cm²<br />

5 10 15 20 25<br />

V


<strong>3B</strong> <strong>SCIENTIFIC®</strong> <strong>PHYSICS</strong><br />

<strong>U17210</strong> Apparecchio per la legge di <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong><br />

Istruzioni per l’uso<br />

5/03 ALF<br />

2<br />

1<br />

3 4 5<br />

6<br />

L’apparecchio serve alla determinazione sperimentale<br />

della relazione esistente tra il volume del gas e la pressione<br />

di una quantità di aria racchiusa in un cilindro di<br />

plexiglas a temperatura costante (legge di <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>).<br />

1. Descrizione, caratteristiche tecniche<br />

L’apparecchio è composto da un cilindro di plexiglas chiuso,<br />

dotato di una scala per la determinazione del volume,<br />

e da un manometro flangiato per la lettura della<br />

pressione, provvisto di valvola di ventilazione e/o di valvola<br />

di sfiato. Ruotando la manopola, il pistone che si<br />

trova nel cilindro può essere spostato sull’asta filettata,<br />

variando il tal modo il volume. In questo modo è possibile<br />

generare sia una sovrapressione che una depressione.<br />

Due o-ring presenti sul pistone chiudono la quantità<br />

di aria, sono lubrificati da una piccola quantità di olio di<br />

silicone. Per motivi di sicurezza, il cilindro di lavoro è<br />

circondato da un ulteriore cilindro in plexiglas.<br />

Cilindro di lavoro:<br />

Lunghezza: 300 mm<br />

Diametro: 40 mm (interno)<br />

Pistone: 30 mm x 40 mm Ø<br />

Scala:<br />

Lunghezza: 250 mm<br />

Divisione: 5 mm<br />

Manometro:<br />

Range di pressione: –10 N/cm² - 30 N/cm²<br />

Diametro: 100 mm<br />

7<br />

1 Manometro<br />

2 Vite manuale per la valvola dosatrice<br />

3 Cilindro di lavoro con cilindro di protezione<br />

4 Pistone con o-ring<br />

5 Scala<br />

6 Manopola con asta filettata<br />

2. Utilizzo<br />

Esperimento per dimostrare la legge di <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>,<br />

ossia che, in presenza di una data quantità di gas a temperatura<br />

costante, il rapporto tra il volume e la pressione<br />

rimane costante.<br />

Il volume della colonnina dell’aria si calcola partendo dal<br />

rapporto tra la sezione del cilindro e la lunghezza della<br />

colonnina dell’aria. Poiché la sezione è una grandezza<br />

fissa, nell’esperimento il cambiamento di volume sarà<br />

espresso esclusivamente dal cambiamento della lunghezza<br />

della colonnina dell’aria.<br />

• Ventilare il cilindro ruotando la vite della valvola verso<br />

sinistra.<br />

• Impostare il pistone sulla tacca corrispondente a<br />

25 cm. Se il pistone si muove a fatica, la cosa migliore<br />

è ruotarlo leggermente verso destra e verso sinistra,<br />

in modo tale che gli o-ring vengano a contatto con<br />

l’olio di silicone.<br />

• Chiudere la valvola. L’indicatore del manometro è<br />

posizionato sulla pressione iniziale 1.<br />

• Prima di ogni lettura della pressione, battere leggermente<br />

con un dito sul manometro, per accertarsi che<br />

l’indicatore si trovi nel punto giusto.<br />

• Ruotando la manopola, spostare il pistone di 24 cm e<br />

leggere ed annotarsi il nuovo valore della pressione.<br />

• Ripetere la procedura ad intervalli di 1 cm.<br />

• Registrare tutti i valori in un diagramma (ved. figura).<br />

• Procedere in modo corrispondente, se deve essere<br />

dimostrata la legge in presenza di una pressione decrescente.<br />

Iniziare con una lunghezza della colonnina<br />

dell’aria pari a 7 cm.<br />

®


Oltre 10 N/cm 2<br />

3. Esempio di misurazione<br />

V p p x V<br />

25 10,0 250,0<br />

24 10,3 247,2<br />

23 10,8 248,4<br />

22 11,2 246,4<br />

21 12,0 252,0<br />

20 12,5 250,0<br />

19 13,2 250,8<br />

18 14,0 252,0<br />

17 15,0 255,0<br />

16 16,0 256,0<br />

15 17,0 255,0<br />

14 18,3 256,2<br />

13 19,8 257,4<br />

12 21,2 254,4<br />

11 23,2 255,2<br />

10 25,5 255,0<br />

9,0 28,5 256,5<br />

8,5 30,0 255,0<br />

Totale 4552,5<br />

Media 4552,5 / 18 = 252,9<br />

1% = 2,53<br />

2<br />

p(N/cm )<br />

10<br />

5<br />

0 7 10 15 20<br />

p > 10 N/cm²<br />

V<br />

25<br />

Al di sotto di 10 N/cm 2<br />

V p p x V<br />

7 10 70,0<br />

8 8,9 71,2<br />

9 7,9 71,1<br />

10 6,9 69,0<br />

11 6,1 67,1<br />

12 5,5 66,0<br />

13 5,1 66,3<br />

14 4,6 64,4<br />

15 4,5 67,5<br />

16 4,1 65,6<br />

17 3,5 59,5<br />

18 3,3 59,4<br />

19 3,1 58,9<br />

20 3,0 60,0<br />

21 2,9 60,9<br />

22 2,7 59,4<br />

23 2,5 57,5<br />

24 2,3 55,5<br />

25 2,1 52,5<br />

Totale 1201,8<br />

Media 1201,8 / 19 = 63,25<br />

1% = 0,63<br />

<strong>3B</strong> Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germania 8 • www.3bscientific.com • Con riserva di modifiche tecniche<br />

p<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

p < 10 N/cm²<br />

5 10 15 20 25<br />

V


<strong>3B</strong> <strong>SCIENTIFIC®</strong> <strong>PHYSICS</strong><br />

Instrucciones de uso<br />

5/03 ALF<br />

2<br />

1<br />

<strong>U17210</strong> Equipo de demostración<br />

de la ley de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong><br />

3 4 5<br />

6<br />

Este aparato se utiliza para la determinación experimental<br />

de la relación entre el volumen de un gas y la presión<br />

a una temperatura constante (ley de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>).<br />

1. Descripción, datos técnicos<br />

El aparato se compone de un cilindro de plexiglás con<br />

escala para la determinación del volumen, y un<br />

manómetro embridado para leer la presión, además de<br />

válvula de aireación y de purga. Al girar la empuñadura,<br />

el émbolo puede moverse sobre una varilla roscada, dentro<br />

del cilindro de plexiglás, y así puede variar el volumen.<br />

De esta manera se puede generar tanto una<br />

sobrepresión como una depresión. Dos juntas tóricas<br />

cierran la salida del aire en el émbolo. Están cubiertas de<br />

una mínima capa de aceite de silicona. Por razones de<br />

seguridad, el cilindro de trabajo está cubierto por otro<br />

cilindro de plexiglás.<br />

Cilindro de trabajo:<br />

Longitud: 300 mm<br />

Diámetro: 40 mm (interior)<br />

Émbolo: 30 mm x 40 mm Ø<br />

Escala:<br />

Longitud: 250 mm<br />

Divisiones: 5 mm<br />

Manómetro:<br />

Rango de presión: –10 N/cm² - 30 N/cm²<br />

Diámetro: 100 mm<br />

9<br />

1 Manómetro<br />

2 Tornillo manual para la válvula de dosificación<br />

3 Cilindro de trabajo con cilindro de protección<br />

4 Émbolo con junta tórica<br />

5 Escala<br />

6 Empuñadura con varilla roscada<br />

2. Servicio<br />

Experimento para la comprobación de la ley de <strong>Boyle</strong>-<br />

<strong>Mariotte</strong>, la cual afirma que, en volumen de gas dado, a<br />

temperatura constante, el producto entre volumen y presión<br />

es constante.<br />

El volumen del aire se obtiene del producto de la sección<br />

transversal del cilindro y la longitud de la columna de<br />

aire. Puesto que la sección transversal es una magnitud<br />

fija, será la variación de la longitud de la columna de aire<br />

lo que indique los cambios de volumen durante el experimento.<br />

• Ventile el cilindro girando el tornillo de la válvula a la<br />

izquierda.<br />

• Coloque el émbolo en la marca de 25 cm. En caso de<br />

que resulte difícil mover el émbolo, hágalo girar un<br />

poco a derecha e izquierda, de manera que la junta<br />

tórica entre en contacto con el aceite de la silicona.<br />

• Cierre la válvula. El indicador del manómetro está<br />

sobre la presión inicial 1.<br />

• Golpee ligeramente el manómetro con el dedo antes<br />

de cada medición de presión, para asegurarse de que<br />

el indicador se coloca en la posición correcta.<br />

• Desplace el émbolo a la marca de a 24 cm, girando la<br />

empuñadura, vuelva a realizar la medición de presión<br />

y anótela.<br />

• Repita el proceso en pasos de 1 cm.<br />

• Introduzca todos los datos en el diagrama (ver figura)<br />

• Proceda según lo indicado si desea demostrar la ley<br />

con valores de presión en disminución. Comience<br />

con una longitud de columna de aire de 7 cm.<br />

®


Por encima de 10 N/cm 2<br />

3. Ejemplo de medición<br />

V p p x V<br />

25 10,0 250,0<br />

24 10,3 247,2<br />

23 10,8 248,4<br />

22 11,2 246,4<br />

21 12,0 252,0<br />

20 12,5 250,0<br />

19 13,2 250,8<br />

18 14,0 252,0<br />

17 15,0 255,0<br />

16 16,0 256,0<br />

15 17,0 255,0<br />

14 18,3 256,2<br />

13 19,8 257,4<br />

12 21,2 254,4<br />

11 23,2 255,2<br />

10 25,5 255,0<br />

9,0 28,5 256,5<br />

8,5 30,0 255,0<br />

Total 4552,5<br />

Media 4552,5 / 18 = 252,9<br />

1% = 2,53<br />

2<br />

p(N/cm )<br />

10<br />

5<br />

0 7 10 15 20<br />

p > 10 N/cm²<br />

V<br />

25<br />

Por debajo de 10 N/cm 2<br />

V p p x V<br />

7 10 70,0<br />

8 8,9 71,2<br />

9 7,9 71,1<br />

10 6,9 69,0<br />

11 6,1 67,1<br />

12 5,5 66,0<br />

13 5,1 66,3<br />

14 4,6 64,4<br />

15 4,5 67,5<br />

16 4,1 65,6<br />

17 3,5 59,5<br />

18 3,3 59,4<br />

19 3,1 58,9<br />

20 3,0 60,0<br />

21 2,9 60,9<br />

22 2,7 59,4<br />

23 2,5 57,5<br />

24 2,3 55,5<br />

25 2,1 52,5<br />

Total 1201,8<br />

Media 1201,8 / 19 = 63,25<br />

1% = 0,63<br />

<strong>3B</strong> Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Alemania 10 • www.3bscientific.com • Se reservan las modificaciones técnicas<br />

p<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

p < 10 N/cm²<br />

5 10 15 20 25<br />

V


<strong>3B</strong> <strong>SCIENTIFIC®</strong> <strong>PHYSICS</strong><br />

<strong>U17210</strong> Aparelho para a lei de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong><br />

Instruções para o uso<br />

5/03 ALF<br />

2<br />

1<br />

3 4 5<br />

6<br />

O aparelho serve para a determinação experimental da<br />

relação entre volume de gás e pressão do ar contido<br />

num cilindro de acrílico a uma temperatura constante<br />

(lei de <strong>Boyle</strong>-<strong>Mariotte</strong>).<br />

1. Descrição dados técnicos<br />

O aparelho consiste num cilindro de acrílico fechado com<br />

uma escala para a determinação de volume e uma<br />

manômetro integrado para a leitura da pressão com uma<br />

válvula para ventilação e evacuação. Ao girar o botão<br />

giratório de ajuste, os êmbolos encontrados no cilindro<br />

podem ser movidos ao longo do eixo de rosca, podendo-se<br />

assim variar o volume. Deste modo pode-se produzir<br />

sobrepressão assim como pressão baixa. Dois anéis<br />

em O no êmbolo contêm o volume de ar, estes devem<br />

ser lubrificados com pequenas quantidades de óleo de<br />

silicone. Por razões de segurança, o cilindro de trabalho<br />

se encontra contido num outro cilindro de acrílico.<br />

Cilindro de trabalho:<br />

Comprimento: 300 mm<br />

Diâmetro: 40 mm (interno)<br />

Êmbolos: 30 mm x 40 mm Ø<br />

Escala:<br />

Comprimento: 250 mm<br />

Divisão: 5 mm<br />

Manômetro:<br />

Área de pressão: –10 N/cm² - 30 N/cm²<br />

Diâmetro: 100 mm<br />

11<br />

1 Manômetro<br />

2 Parafuso para a válvula de dosagem manual<br />

3 Cilindro de trabalho com cilindro de proteção<br />

4 Êmbolos com anéis em O<br />

5 Escala<br />

6 Botão giratório com eixo de rosca<br />

2. Utilização<br />

Para a experiência de comprovação da lei de <strong>Boyle</strong>-<br />

<strong>Mariotte</strong>, a qual afirma que para uma quantidade dada<br />

de gás mantida a uma temperatura constante, o produto<br />

do volume pela pressão é constante.<br />

O volume da coluna de ar calcula-se a partir do produto<br />

do diâmetro do cilindro pelo comprimento da coluna de<br />

ar. Sendo que o diâmetro é uma grandeza invariável, a<br />

variação do volume na experiência só é expressada pela<br />

variação do comprimento da coluna de ar.<br />

• Ventilar o cilindro girando o parafuso da válvula para<br />

a esquerda.<br />

• Ajustar o êmbolo sobre a marca dos 25 cm. Caso o<br />

êmbolo tenda a emperrar, o melhor é girá-lo para a<br />

esquerda e para a direita de modo que o anel em O<br />

entre em contato com o óleo de silicone.<br />

• Fechar a válvula. O indicador do manômetro indica a<br />

pressão inicial 1.<br />

• Antes de toda leitura da pressão, dar leves golpes<br />

com o dedo no manômetro para garantir que o indicador<br />

se encontra na posição correta.<br />

• Deslocar o êmbolo para 24 cm girando o botão giratório<br />

de ajuste, ler a nova medição de pressão e tomar<br />

nota.<br />

• Inscrever todos os valores num diagrama (ver ilustração).<br />

• Agir de forma correspondente quando se tratar de<br />

comprovar a lei no caso de pressão decrescente. Iniciar<br />

o ensaio com uma coluna de ar de 7 cm.<br />

®


Acima de 10 N/cm 2<br />

3. Exemplos de medição<br />

V p p x V<br />

25 10,0 250,0<br />

24 10,3 247,2<br />

23 10,8 248,4<br />

22 11,2 246,4<br />

21 12,0 252,0<br />

20 12,5 250,0<br />

19 13,2 250,8<br />

18 14,0 252,0<br />

17 15,0 255,0<br />

16 16,0 256,0<br />

15 17,0 255,0<br />

14 18,3 256,2<br />

13 19,8 257,4<br />

12 21,2 254,4<br />

11 23,2 255,2<br />

10 25,5 255,0<br />

9,0 28,5 256,5<br />

8,5 30,0 255,0<br />

Total 4552,5<br />

Valor médio 4552,5 / 18 = 252,9<br />

1% = 2,53<br />

2<br />

p(N/cm )<br />

10<br />

5<br />

0 7 10 15 20<br />

p > 10 N/cm²<br />

V<br />

25<br />

Abaixo 10 N/cm 2<br />

V p p x V<br />

7 10 70,0<br />

8 8,9 71,2<br />

9 7,9 71,1<br />

10 6,9 69,0<br />

11 6,1 67,1<br />

12 5,5 66,0<br />

13 5,1 66,3<br />

14 4,6 64,4<br />

15 4,5 67,5<br />

16 4,1 65,6<br />

17 3,5 59,5<br />

18 3,3 59,4<br />

19 3,1 58,9<br />

20 3,0 60,0<br />

21 2,9 60,9<br />

22 2,7 59,4<br />

23 2,5 57,5<br />

24 2,3 55,5<br />

25 2,1 52,5<br />

Total 1201,8<br />

Valor médio 1201,8 / 19 = 63,25<br />

1% = 0,63<br />

12<br />

<strong>3B</strong> Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Alemanha • www.3bscientific.com • Sob reserva de modificações técnicas<br />

p<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

p < 10 N/cm²<br />

5 10 15 20 25<br />

V

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!