Joomla Free Template by FatCow Hosting

Gaswet Gay Lussac

Gaswet Gay Lussac

Isobaar: druk is constant, temperatuur stijgt... wat gebeurd er met het volume?

Niveau

:

VWO 5/6

Doel

:

Aantonen wat er gebeurt met het volume van lucht als je de temperatuur varieert bij constante druk (isobaar).

Nodig

:

  • 1x U-buis met olie in reageerbuis
  • 1 bekerglas 1000ml
  • 1x klem met plaat
  • 1 thermometer
  • 1 dompelaar + voedingsbron (12V/5A wissel- of gelijkspanning)
  • meerdere waterkokers: 15x 0,8l = 12 liter
  • 4 grote thermoskannen

Links

:

 


Werking:

  • Meet eerst de begintemperatuur. 
  • Meet de beginhoogte.
  • Controleer de schaalverdeling op de U-buis. Komen 10 streepjes echt overeen met 10mm?
  • Door het bekerglas te vullen met heet water, zal de tot de nok toe gevulde reageerbuis met U-buis ook warm worden. De dompelaar zal helpen de temperatuur in het bekerglas constant te houden. Meet na het volschenken van het bekerglas de hoogte van de luchtkolom.

 

Extra:

Gebruik volle reageerbuizen en plaats de thermometer in die buis.
De olie zal met het verwarmen naar beneden gedrukt worden dus zorg ervoor dat het peil al onder een maatstreep zit. Belangrijk: de ruimte in de plastic slang bovenaan de U-buis dient zo klein mogelijk te zijn. (Dus niet zoals op deze foto!!!)

Slim: als het oliepeil bij aanvang onder waterniveau staat, heb je geen last van de condens op het glas en kun je het peil altijd uitlezen!!!

Gevaren / Veiligheid:

  • Je werkt met kokend water! 
  • Ritsen/knopen van vesten sluiten zodat je daarmee niet blijft haken achter de opstelling
  • Kettingen af
  • Bij het opruimen niet allemaal tegelijk heet water komen weg gieten
  • Kortsluiting op de dompelaar
  • Gebroken glas

 

N.B. In het leerboek natuurkunde blz 30 staat Experiment 1.2: "Hoe hangt de druk af van de temperatuur bij constant volume" (dit leidt tot de zogenaamde drukwet van Gay-Lussac).

Wij beschikken niet over de hiervoor benodigde apparatuur; deze proef wordt daarom vervangen door: " Hoe hangt het volume af van de temperatuur bij constante druk": dit experiment leidt tot de volumewet van Gay-Lussac.

OPDRACHT:
(en verwerk de uitwerking van onderstaande opdrachten in een kort, zakelijk (dus ook net) verslag):

  1. Formuleer een kwantitatieve hypothese op de onderzoeksvraag.

  2. We gebruiken een U-vormige buis die gedeeltelijk is gevuld met olie. Eén van de benen van deze buis staat in open verbinding met de buitenlucht (constante druk), in het andere been is een hoeveelheid gas afgesloten.

    Aangezien de inwendige doorsnede van deze buis overal even groot is, mogen we aannemen dat het volume van de afgesloten hoeveelheid gas evenredig is met de lengte van de gaskolom, welke is af te lezen op de maatverdeling langs de buis. De U-buis is samen met een thermometer in een met water gevulde buis geplaatst en dit geheel wordt in een bekerglas met water door een bunsenbrander verwarmd.

    Verwarm bekerglas met een dompelaar (230 V) van ±20 °C tot ± 70 °C. Meet tijdens het verwarmen zowel de temperatuur als de lengte van de gaskolom zo nauwkeurig mogelijk op. Noteer je waarnemingen in tabel 1. 

  1. Zet de meetresultaten van de tabel om in een grafiek waarin de temperatuur horizontaal en de lengte van de gaskolom (dus ook het volume) verticaal staan. Gebruik in de grafiek de aangegeven assen.

  2. Is er sprake van een rechtevenredig verband tussen volume (lengte) en temperatuur, of is het beter om van een lineair verband te spreken?

  3. Door extrapolatie van de grafiek is het snijpunt van de gevonden kromme met de temperatuur-as te vinden. Hoe heet die temperatuur?

  4. Bepaal deze temperatuur en geef een schatting van de (on-)nauw-keurigheid waarmee je dit gedaan hebt.

  5. Bepaal de steilheid van de gevonden kromme (denk aan de eenheid!). En geef tevens aan van welke grootheid(grootheden) die steilheid afhankelijk is(zijn).


TABEL

U-buis-Gay-Lussac

temperatuur (°C)

lengte gaskolom (mm)

   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

 mm-papier

 

Andere opzet:

Bij de Gay Lussac heb je dompelaars nodig. Helaas trekken alle dompelaars tesamen teveel stroom (stoppen vliegen er uit) en de andere dompelaars hebben weer te weinig vermogen had waardoor het allemaal te lang duurt.

Mijn idee: meet eerst de hoogte bij kamertemperatuur en vul de buitenste glazen met water van 75 graden, verwarmd met de grote waterkoker.

De makkelijkste manier 650ml kokend water mengen met 50ml koud water uit de kraan.

Om deze temperatuur op peil te houden, volstaat de kleine waterdompelaar, dat heb ik getest. Die zet je dus meteen aan. Na het inbrengen van de nog koude binnenste reageerbuis, daalt de temperatuur buiten meteen zo’n 5 graden. Die temperatuur van 70 graden kun je dus constant houden met kleine dompelaar.

Veel leerlingen kwamen in de praktijk slechts tot 60 graden.

Het experiment verloop nu lekker vlot en is toch goed uitvoerbaar.

Hits: 4679
Plaats reactie


Beveiligingscode
Vernieuwen

Andere websites

Helaas, ik heb het ei van Columbus niet uitgevonden. Er zijn meer websites als PhysicsExperiments.org:

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten en TOA's Natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Welk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en wil je een bijdrage leveren? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen, aanvullingen en hulp bij vertaling.

Je collega-TOA