Egyéb hőtan » Cartesius-búvár

Média

Filmek

Cartesius_buvár

Jelenség leírása

A vízzel telt mérőhengerbe helyezzük el a szájával lefelé fordított kémcsövet úgy, hogy a kémcső lezárt vége alig emelkedjen a vízszint fölé. Ezután a mérőhengert gumilappal zárjuk le, majd a gumilap lenyomásával növeljük meg a nyomást. Hasonló összeállítást kaphatunk akkor is, ha a mérőhengert és a gumilapot lezárt, átlátszó, vízzel telt műanyag palackkal helyettesítjük, és ebben helyezzük el a búvárt (fejjel lefelé álló kémcsövet). Nagyobb nyomás hatására a kémcsőben lévő levegő összenyomódik, a kémcsőben lévő víz mennyisége megnő, a kémcső átlagsűrűsége a víz sűrűsége fölé növekedhet. Ilyenkor a búvár (kémcső) lesüllyed. Ha a nyomást lecsökkentjük, a búvár felemelkedik.

Összeállítás

A vízzel telt mérőhengerbe helyezzük el a szájával lefelé fordított kémcsövet úgy, hogy a kémcső lezárt vége alig emelkedjen a vízszint fölé. Ezután a mérőhengert gumilappal zárjuk le, majd a gumilap lenyomásával növeljük meg a nyomást. Hasonló összeállítást kaphatunk akkor is, ha a mérőhengert és a gumilapot lezárt, átlátszó, vízzel telt műanyag palackkal helyettesítjük, és ebben helyezzük el a búvárt (fejjel lefelé álló kémcsövet).

Eszközök

átlátszó műanyag palack., gumilap, kémcsövek, Vízzel telt magas mérőhenger

Magyarázat

128. Cartesius-búvár

A Cartesius-búvár nevû kísérlet Descartes-ról kapta a nevét (Descartes nevének latinos változata Cartesius). A búvár lényegében egy vízbe merülõ, szájával lefelé álló kémcsõ, amelyben annyi levegõ van, hogy a kémcsõ éppen ússzon. Ha az egész rendszerben (például egy gumilap segítségével) megnöveljük a nyomást, akkor a búvár lesüllyed. A nyomás növekedésének hatására ugyanis a kémcsõben lévõ levegõ összenyomódik, így a kémcsõ átlagsûrûsége a víz sûrûsége fölé növekszik, a kémcsõ lemerül.

Ha a többletnyomást megszûntetjük, akkor a kémcsõben lévõ levegõ kitágul, a kémcsõ átlagsûrûsége lecsökken. Ilyenkor általában a búvár felemelkedik, mert a búvár átlagsûrûsége a víz sûrûsége alá csökken. Elõfordulhat azonban az is, hogy a mélyben lévõ búvár lent marad, mert a víz hidrosztatikai nyomása elegendõ ahhoz, hogy a kémcsõ átlagsûrûségét a víz sûrûsége felett tartsa. Ilyenkor a vizet tartalmazó edényt lezáró gumilapot felfelé kell húzni, vagyis a rendszerben lévõ nyomást csökkenteni kell, és a búvár felemelkedik. (Megjegyezzük, hogy a lent maradó búvárt úgy is a felszínre hozhatjuk, ha a körülötte lévõ vizet felmelegítjük, hiszen a magasabb hõmérséklet is a kémcsõben lévõ levegõ jelentõs kitágulásával jár.)

Cartesius-búvárt készíthetünk vízzel telt, lezárt mûanyag palackból is. Ebben az esetben a palack oldalának összenyomásával könnyen megnövelhetjük benne a nyomást. Szórakoztató kísérletet mutathatunk be úgy, ha a palackba három levágott gyufafejet teszünk. A nyomást növelve elérhetjük, hogy az egyik gyufafej lesüllyedjen, a másik fent maradjon, a harmadik pedig éppen a palack közepére kerüljön. A gyufafejek azért viselkednek Cartesius-búvárként, mert a gyufaméreg porózus anyagból készül, amely sok kicsiny, levegõvel telt üreget tartalmaz, melyekben a levegõ nagyobb külsõ nyomások esetén ugyanúgy összenyomódik, mint a kémcsõben. Viszont a három levágott gyufafej sohasem azonos teljesen, tehát lesz olyan nyomás, amikor az egyik lesüllyed, a másik egyáltalán nem indul el, míg a harmadikat (instabil egyensúlyi helyzetben) a palack közepén tarthatjuk.


Szerzők

  • Baranyai Klára
  • Honyek Gyula

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Fizika, középiskolai tankönyvsorozat a Műszaki Kiadó gondozásában Szerzők: Gulyás János, Honyek Gyula, Markovits Tibor, Szalóki Dezső, Tomcsányi Péter, Varga Antal
  URI STRING  
/show/128/F-E-L
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
611,024 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0006
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0089
Total Execution Time  0.0095
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 10   
0.0005   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('2d34933baa9ccd8f2fc9a1a92cae1c55', '3.144.31.64', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1732411233) 
0.0006   DELETE FROM `sessions`
WHERE `last_activity` < 1732404033 
0.0004   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0006   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '128' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '128' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '128' 
0.0003   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '128' 
0.0002   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '128' 
0.0003   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '128' 
0.0003   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_type` ON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mda` ON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '128'