منو
 صفحه های تصادفی
enum ها
کابرریت
برگها
مشعل های خورشیدی
تاریخچه حقوق ایران پیش از اسلام
گزیده ای از شیخ بهائى- کشکول 347
حسن بن زید ، داعی اول چگونه آدمی بود ؟
عباس بابایی
الگوریتم تقسیم
رشد اقتصادی
 کاربر Online
308 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  سه شنبه 07 دی 1389 [13:22 ]
  آزمایش قوطی منفجر شونده
 

آزمایش قوطی منفجر شونده

وسایل مورد نیاز: دو عدد بطری شیشه ای یا پلاستیکی، سشوار، دو عدد ظرف، آب، چراغ الکلی.

تئوری آزمایش: اگر سمت باز یک قوطی فلزی روی ظرف آب در حال جوش قرار گیرد، بخار آب به داخل قوطی می رود. اگر فوراً بعد از اینکار قوطی را در یک ظرف شامل مقداری آب سرد فرو ببریم، قوطی با صدای بلند به ظرف می چسبد (سقوط می کند). این سقوط ناگهانی به دلیل کاهش فشار ناگهانی در قوطی است.
در این آزمایش بخار آب به دلیل اینکه چگالی کمتر از هوا دارد، جای هوا را در قوطی می گیرد. در مرحله بعد سرد کردن سریع قوطی باعث کاهش ناگهانی بخار آب و چگالیده شدن آن می شود. از آنجا که حجم آب چگالیده بسیار کمتر از حجم بخار آب اولیه است کاهشی ناگهانی در فشار درون قوطی ایجاد می شود.
در آزمایش زیر می خواهیم به شکل دیگری این موضوع را نشان دهیم. در این آزمایش تفاوت میان بخار آب 100 درجه سلسیوس و هوای 100 درجه سلسیوس را بررسی می کنیم. نکته اصلی تفاوت میان سرد شدن گاز و چگالیده شدن آن است.

روش آزمایش:
1- دو ظرف را که نیمی از آنها با آب سرد پر شده را آماده می کنیم.
2- یک بطری شیشه ای یا پلاستیکی کوچک را با هوای C100 پر می کنیم. اینکار را می توان به راحتی اما با دقت بوسیله یک سشوار با گرم کردن بطری خالی و خشک و هوای درون آن انجام داد.
3- بطری دوم را با بخار آب جوش پر می کنیم. برای اینکار می توانیم بطری روی ظرف آبی در حال جوش نگه داریم. اکنون دو بطری مشابه با حجم های برابر از دو گاز متفاوت (بخار آب و هوا) در دمای C100 داریم.
4- در مرحله بعد دو بطری را به سرعت درون ظرف های آب سرد فرو می بریم. آنچـه مشاهده می کنیم، برای دو بطری کاملاً متفاوت است. در هر دو بطری آب درون ظرف وارد می شود اما در بطری پر شده با بخار آب سطح آب به ارتفاع بیشتری می رسد. شکل های 1 و 2 را با هم مقایسه کنید. چرا این اتفاق می افتد؟ و چرا بطری ها مانند قوطی فلزی با صدای بلند سقوط نمی کنند؟

نتیجه آزمایش:
در بطری اول، هوا به دلیل آب سرد از طریق دهانه باز بطری (زیرا خود بطری شیشه ای یا پلاستیکی رسانای خوب گرما نیست)گرمایش را از دست می دهد. در نتیجه حجم هوا کاهش می یابد و سطح آب بالا می رود. یک محاسبه ساده نشان می دهد که قانون گاز کامل در این مورد برقرار است. این آزمایش نشان می دهد که سرد کردن هوا در فشار ثابت که باعث کاهش حجـم می شود، با قانون گاز کامل سازگار است.

تصویر

در بطری شامل بخار آب کاهش دما باعث از دست رفتن گرما از طریق دهانه باز بطری می شود. اما اینبار آب واقعاً کل بطری را پر می کند. محاسبه مقدار گاز چگالیده کار ساده ای است.
از آنجا که بطری رسانای خوب گرما نیست، شاهد سقوط آن با صدای بلند مانند قوطی فلزی نیستیم. کاهش فشار سریعتر در قوطی باعث یک انفجار می شود اما در این بطری بالا آمدن زیاد سطح آب مشاهده می شود. می توان گفت که آزمایش بطری یک «حرکت کند» از رمبش قوطی است.

  امتیاز: 0.00