Folyadékok és gázok mechanikája » Homok ülepedése folyadékban

Jelenség leírása

Átlátszó, hengeres palack aljába tegyünk homokot, majd töltsük tele vízzel és zárjuk le a tetejét. Rázzuk össze a keveréket, majd a palackot állítsuk ismét függõleges helyzetbe. Tanulmányozzuk a homok ülepedését! Adjuk meg a leülepedett anyag mennyiségét az idõ függvényében! Milyen módon következtethetünk a homokszemcsék méretére?

Eszközök

homok, Magas mérőhenger, stopper, vonalzó

Magyarázat

A homok ülepedését pl. vízzel majdnem teletöltött, fóliával lezárt mérõhenger segítségével tanulmányozhatjuk. A felrázott homokból leggyorsabban a nagyobb kavicsok ülepednek le, majd a finomabb szemcsék. Körülbelül fél óra alatt eléggé kitisztul a víz, de a szabad szemmel is követhetõ tisztulás 3-6 óra hosszan is tart. Ivády Balázs (Kazincbarcika, Ságvári E. Gimn., 11. o.t.) megfigyelte (és táblázatba foglalt, majd grafikonon ábrázolt adatokkal is igazolta), hogy a leülepedett homok térfogata eleinte gyorsan, majd egyre lassabban (a \sqrt{t} függvényhez hasonlóan) növekszik, majd egy állandónak tûnõ értékhez tart. Egy hosszabb (10 órás) méréssorozattal azonban azt is megfigyelte, hogy a homok térfogata egy kevéssel (kb. 10 százalékkal) csökken, amit a már leülepedett homok összeroskadásával magyarázott.

A homokszemcsék méreteloszlása és az ülepedés sebessége között a közegellenállási erõtörvény adhat kapcsolatot. (Ez az erõ lassú ülepedésnél a sebesség és a homokszem sugarának szorzatával, gyorsabb ülepedésnél a sebesség négyzetének és a keresztmetszetnek a szorzatával arányos. Valamely t1 és hozzá közeli t2 idõpont között azon méretû homokszemcsék mennyiségével nõ a leülepedett anyag mennyisége, melyek nem elég nagyok ahhoz, hogy már t1 elõtt leülepedjenek, de elegendõen nagyok ahhoz, hogy t2 idõ alatt lesüllyedjenek az edény fenekére. (Részletesebb kiértékelési útmutató olvasható pl. Berecz Endre: Fizikai kémia címû könyvének 560-562. oldalán.)


Szerzők

  • Gnadig Péter

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Berecz Endre
  • Ivády Balázs
  • Varga István
  URI STRING  
/show/196/F-B-G
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
603,832 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0004
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0079
Total Execution Time  0.0083
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0006   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('ba9d1f28e7c169c8721ea5d1aaf0de5c', '18.227.52.248', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1732411595) 
0.0006   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0005   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '196' 
0.0004   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '196' 
0.0003   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '196' 
0.0002   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '196' 
0.0004   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '196' 
0.0005   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '196' 
0.0006   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` = '196'