Dziesięć tysięcznych stopnia z butelki. Rysunek, opis

DZIECIĘCE LABORATORIUM NAUKOWE
Darmowa biblioteka / Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Dziesięć tysięcznych stopnia z butelki. Laboratorium naukowe dla dzieci

Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Katalog / Laboratorium Naukowe dla Dzieci

Współczesna aparatura naukowa charakteryzuje się ogromną czułością i pracuje z kolosalną precyzją. Mierzono masy poszczególnych cząstek elementarnych oraz rozmiary atomów i cząsteczek. Termometry są w stanie wykryć różnice temperatur rzędu tysięcznych stopnia, a interferometry są w stanie wykryć przemieszczenia rzędu średnicy atomu. Wszystkie te wysoce precyzyjne instrumenty są niezwykle złożone i tworzone przy użyciu najnowszych innowacji technicznych.

Ale niezwykle czuły termometr można zbudować z najprostszych przedmiotów: szklanej butelki, pustego długopisu, linijki i kawałka plasteliny.

(kliknij, aby powiększyć)

Odetnij element piszący od pręta, włóż kroplę atramentu do tubki i włóż ją do szyjki butelki, szczelnie zamykając ją plasteliną. Połóż butelkę na boku, aby zapobiec działaniu grawitacji na butelkę. Umieść obok linijkę z podziałkami milimetrowymi. Urządzenie jest gotowe.

Przez pewien czas pęcherzyk atramentu będzie się przesuwał w prawo lub w lewo ze względu na zmianę temperatury pojemnika, dochodząc do równowagi termicznej z powietrzem. Poczekajmy, aż się zatrzyma i zanotujmy, w którym dziale się skończy. Dotknijmy teraz palcem ścianki butelki. Znajdujące się w nim powietrze nagrzeje się, rozszerzy, a pęcherzyk w rurce przesunie się o kilka milimetrów. Oceńmy dokładność naszego urządzenia.

Zależność zmiany objętości gazu od temperatury określa wzór wyprowadzony przez francuskiego fizyka i chemika Josepha Louisa Gay-Lussaca w 1802 roku:

V_t=V(1 + B_tdt),

gdzie V jest początkową objętością gazu; V_t - objętość, którą zaczął zajmować, gdy temperatura zmieniła się o dt; B_t\u1d 273/XNUMX stopnia^-1 - współczynnik rozszerzalności objętościowej gazu. Pokazuje, że objętość pewnej masy gazu po podgrzaniu zwiększa się o 1/273 tej objętości V₀, które ta masa zajmowała w temperaturze 0°C. Ponieważ jednak przeprowadzamy eksperyment czysto jakościowy, zmniejsz objętość gazu V do wartości V₀ nie ma sensu.

Dziesięć tysięcznych stopnia z butelki
Wykres równania Gay-Lussaca jest linią prostą we współrzędnych: temperatura T - objętość V. Wraz ze spadkiem temperatury objętość gazu maleje i staje się równa zeru w temperaturze -273,15 ° C. W rzeczywistości jest to niemożliwe - cząsteczki gazu mają objętość, która oczywiście nie może nigdzie uciec.

Z formuły Gay-Lussaca wynika, że

dt = (V_t -V)/VB_t = dV/VB_t.

Pojemność butelki szklanej V₀ = 750cm³ = 7,5 * 10³ mm³, średnica dętki D = 1,5 mm, promień r = 0,7 mm, powierzchnia otworu s ~ 1 mm². Zakładamy, że położenie pęcherzyka można określić z dokładnością do 1 mm, a zatem można wykryć zmianę objętości powietrza w pojemniku o 1 mm³. Podstawiając te wartości do powyższego wzoru otrzymujemy dt = 1*273/7,5*10³ = 3,64 * 10^-4 stopnie

Jest to bardzo wysoka dokładność. Jednak korzystanie z takiego urządzenia w praktyce jest niestety problematyczne. Zareaguje z nie mniejszą wrażliwością na zmiany ciśnienia atmosferycznego, chłodzenie przez przeciągi i inne wpływy zewnętrzne.

Autor: S.Trankovsky

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Laboratorium Naukowe dla Dzieci:

▪ Perpetum mobile na wiecznej zmarzlinie

▪ magiczna lampa

▪ Robię to zimno

Zobacz inne artykuły Sekcja Laboratorium Naukowe dla Dzieci.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza 04.05.2024

Rozwój robotyki wciąż otwiera przed nami nowe perspektywy w zakresie automatyzacji i sterowania różnymi obiektami. Niedawno fińscy naukowcy zaprezentowali innowacyjne podejście do sterowania robotami humanoidalnymi za pomocą prądów powietrza. Metoda ta może zrewolucjonizować sposób manipulowania obiektami i otworzyć nowe horyzonty w dziedzinie robotyki. Pomysł sterowania obiektami za pomocą prądów powietrza nie jest nowy, jednak do niedawna realizacja takich koncepcji pozostawała wyzwaniem. Fińscy badacze opracowali innowacyjną metodę, która pozwala robotom manipulować obiektami za pomocą specjalnych strumieni powietrza, takich jak „palce powietrzne”. Algorytm kontroli przepływu powietrza, opracowany przez zespół specjalistów, opiera się na dokładnym badaniu ruchu obiektów w strumieniu powietrza. System sterowania strumieniem powietrza, realizowany za pomocą specjalnych silników, pozwala kierować obiektami bez uciekania się do siły fizycznej ... >>

Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe 03.05.2024

Dbanie o zdrowie naszych pupili to ważny aspekt życia każdego właściciela psa. Powszechnie uważa się jednak, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby w porównaniu do psów mieszanych. Nowe badania prowadzone przez naukowców z Texas School of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences rzucają nową perspektywę na to pytanie. Badanie przeprowadzone w ramach projektu Dog Aging Project (DAP) na ponad 27 000 psów do towarzystwa wykazało, że psy rasowe i mieszane były na ogół jednakowo narażone na różne choroby. Chociaż niektóre rasy mogą być bardziej podatne na pewne choroby, ogólny wskaźnik rozpoznań jest praktycznie taki sam w obu grupach. Główny lekarz weterynarii projektu Dog Aging Project, dr Keith Creevy, zauważa, że istnieje kilka dobrze znanych chorób, które występują częściej u niektórych ras psów, co potwierdza pogląd, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Implant do pomiaru poziomu tlenu w organizmie 20.04.2021

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego stworzyli maleńki implant bezprzewodowy, który mierzy poziom tlenu w tkankach głęboko pod skórą. Urządzenie, które jest mniejsze od zwykłej biedronki, pomoże lekarzom monitorować stan przeszczepianych narządów lub tkanek, a także ostrzec przed ewentualnym nieudanym przeszczepem.

Technologia ta toruje również drogę różnym zminiaturyzowanym czujnikom, które mogą śledzić inne kluczowe markery biochemiczne w organizmie, takie jak pH czy dwutlenek węgla. Pewnego dnia czujniki te staną się minimalnie inwazyjnymi metodami monitorowania biochemii narządów wewnętrznych i tkanek.

Tlen jest kluczowym składnikiem zdolności komórek do przekształcania spożywanego pokarmu w energię. Prawie wszystkie tkanki organizmu potrzebują jej stałego zaopatrzenia. Większość metod pomiaru utlenowania tkanek dostarcza informacji o tym, co dzieje się na powierzchni ciała. Mogą przebić tylko kilka centymetrów. Niektóre rodzaje obrazowania metodą rezonansu magnetycznego mogą pokazywać informacje o nasyceniu tlenem tkanek głębokich, ale wymaga to czasu.

Od 2013 roku naukowcy pracują nad miniaturowymi implantami, które wykorzystują fale ultradźwiękowe do komunikacji ze światem zewnętrznym, bezpiecznie rozchodzą się po ciele na duże odległości i stały się podstawą technologii obrazowania ultradźwiękowego w medycynie. Zespół naukowców przetestował opracowany implant za pomocą czujnika tlenu, monitorując poziom tlenu w mięśniach owiec.

Ten typ czujnika tlenu różni się tym, że może bezpośrednio mierzyć ilość tlenu w tkankach w czasie rzeczywistym. Jednym z możliwych zastosowań tego urządzenia jest monitorowanie przeszczepów narządów. Może być również używany do pomiaru niedotlenienia guza, co może pomóc lekarzom w dostosowaniu radioterapii.

W przyszłości twórcy widzą jego zastosowanie do monitorowania rozwoju płodu i opieki nad wcześniakami, które często wymagają dodatkowego tlenu. Pomoże również zminimalizować niektóre negatywne skutki nadmiernej ekspozycji tlenowej, takie jak retinopatia wcześniaków czy przewlekła choroba płuc.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Klawiatura Leap Motion działa bez dotyku

▪ Kontrola ruchu ciała drona

▪ Internet przez liny

▪ Lodołamacze muszą płynąć do tyłu

▪ Obiecujące fotomatryce grafenowe

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Regulatory prądu, napięcia, mocy. Wybór artykułów

▪ artykuł Cleobulusa. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Dlaczego paw rozkłada pióra? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Księgowy ds. płac. Opis pracy

▪ artykuł Prosty wskaźnik napięcia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Szefowie głośników szerokopasmowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn