Fluidoak

Fluidoen estatika

Oinarrizko ekuazioa

Paradoxa hidrostatikoa

Likido baten
dentsitate erlatiboa

Prentsa hidraulikoa

Presio atmosferikoa
neurtzeko bi metodo

Huts-ponpa

U itxurako hodi bi

Azelerometroak

Histeresi zikloa

Hodia ontzi itxi batera konektatzen da

Saiakuntza

Erreferentzia

Presio atmosferikoa neurtzen duten aparatuei barometro deritze. Lehen barometroa E. Torricellik asmatu zuen XVII mendean, eta lehenagoko kapitulu batean azaldu da nola funtzionatzen duen, alegia, “Fluidoen estatikaren oinarrizko ekuazioa".

Honako kapitulu honetan, presio atmosferikoa neurtzeko beste metodo bat azaltzen da, eta honako gaiak konbinatzen dira:

• fluidoen estatikaren oinarrizko ekuazioa
• gas ideal baten transformazio isotermikoa

Metodo hau Torricelliren metodo sinplea baino hobea da, presio atmosferikoa zehaztasun handiagoz neurtzen duelako.

Hodia, mutur batetik itxita

Har bedi  hodi bat, l luzeraduna eta r erradioduna, eta bere muturretako bat itxita daukana. Hodi hori ontzi ireki batean, buruz behera sartzen da. Ontziak ura dauka eta hodiak airea. Hodia zenbat eta sakonago sartu, h, hodian dagoen airea konprimituz joango da, P, eta ur apur bat sartzen hasiko da bere mutur irekitik, x, irudiak erakusten duen bezala.

• Hasieran, hodiaren barruan dagoen aire-bolumena hau da V_i=πr²l, eta presio atmosferikoan, P_a.

• Ondoren, aireak betetzen duen bolumena hau da: V_f=πr²(l−x) eta presioa, P.

Hodiaren barruko aireak izango duen P presioa bi terminoren batura da, P_a, presio atmosferikoa, gehi ur-zutabeak eragiten duen presioa h−x sakoneran.

P=P_a+ρg(h−x)

Aireak gas ideal gisara jokatzen badu, eta prozesu osoa tenperatura konstanteaz burutzen bada.

P_a·V_i=P·V_f

Presio atmosferikoa kalkulatzeko, P_a, ezagunak izan behar dira hodiaren r erradioa, l  luzera, urperatutako zatia, h, eta hodiaren barrura sartzen den ur kantitatea, x .

Adibidea:

• Hodiaren luzera: l=40 cm

• Hodiaren diametroa: d=1.8 cm

• Urperatutako zatiaren luzera: h=40 cm

• Hodiaren barrura sartzen den ur zatia: x=1.1 cm

Programa interaktiboak ausazko zenbaki bat asmatzen du presio atmosferikoaren batezbesteko balioaren inguruan. Kasu honetan honakoa izan da: P_a=99301 Pa (%2.5 altuago).

Ura hodiaren barrura sartzen den x zatia oso txikia izaten da eta hodiaren r erradioaren independentea.

Hodia ontzi itxi batera konektatzen da

Hodi itxiaren luzera baliokidea handitu daiteke, esaterako, hodiaren mutur itxian V bolumeneko ontzi itxi bat kokatuz, adibidez matraze bat buruz behera, irudiak erakusten duen bezala:

• Hasierako egoeran airearen bolumena hau da: V_i=πr²l+V  eta presio atmosferikoa, P_a.

• Amaieran, airearen bolumena hau da: V_f=πr²(l-x)+V  eta P presioa.

Urez betetako ontziaren barruko P presioa bi terminoren batura da, batetik, presio atmosferikoa, P_a, eta bestetik, ur zutabeak eragiten duena h−x sakoneran.

P=P_a+ρg(h−x)

Hemen ere, lehen bezala, aireak gas ideal gisara jokatzen badu, eta prozesu osoa tenperatura konstanteaz burutzen bada:

P_a·V_i=P·V_f

Presio atmosferikoa kalkulatzeko, P_a, ezagunak izan behar dira, ontzi itxiaren V bolumena, hodiaren r erradioa, l  luzera, urperatutako zatia, h, eta hodiaren barrura sartzen den ur kantitatea, x.

Hodiaren mutur itxian konektatu den ontzi itxiaren V bolumenak hodiaren L luzera luzatzea bezalakoa da.

Adibidea:

• Ontzi itxiaren bolumena: V=1 litro.

• Hodiaren luzera: l=40 cm

• Hodiaren diametroa: d=1.8 cm

• Urperatutako zatiaren luzera: h=40 cm

• Hodiaren barrura sartzen den ur zatia: x=11.7 cm

Hodiaren luzera baliokidea, L hau da:

Presio atmosferikoak ematen duen balioa:

Programa interaktiboak ausazko zenbaki bat asmatzen du presio atmosferikoaren batezbesteko balioaren inguruan. Kasu honetan P_a=99301 Pa izan da, neurtu den baliotik hurbilago (%1 baino txikiagoa).

Ura hodiaren barrura sartzen den x zatia handitu egiten da hodiaren r erradioa gutxitu ahala.

Benetako praktika egiten denean, kontutan izan behar da fluidoek hodietan meniskoak osatzen dituztela eta, kapilartasunaz, fluidoek gora igotzen dutela: guzti horrek altuerak neurtzea zailtzen du.

Saiakuntza

Aukeran idatz daitezke:

• Ontzi konektatuaren V bolumena desplazamendu-barrari saguaz eragiten

• Hodiaren Diametroa, desplazamendu-barrari saguaz eragiten.

• Hodiaren luzera finkotzat hartzen da: l=40 cm.

Berria botoia klikatu.

Bi hodi ikusten dira, buruz behera, uretan murgiltzeko, batak mutur itxia dauka eta besteak ontzi bat konektatuta.

• Saguarekin, gezi gorria desplazatu behar da, bi hodiak uretan murgiltzeko Gezia leihatilaren eskumako aldean dago.

• Hodien sakonera h denean, zenbat ur sartu den neurtu behar da: x. Bi hodietan.

Programak idatziz ematen ditu x-en balioak bi hodien kasuetan, eta Presio atmosferikoa kalkula daiteke prozedura sinpleaz zein hobetuaz. Azkenik, Erantzuna botoia klikatuz, lortutako emaitza biak konpara daitezke programa interaktiboak asmatu duen balioarekin, ea zein dagoen hurbilago.