La legge di Boyle

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
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Data:	29.11.2007
Numero di pagine:	5
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

ESPERIMENTO SULLA
LEGGE DI BOYLE
OBIETTIVO:
Verificare l’esattezza della legge di Boyle.
STRUMENTI:
• Tubo a U munito di due scale
• Righello
• Un imbuto di piccole dimensioni
• Un tappino a tenuta in gomma
• Una dose di mercurio

SVOLGIMENTO:
Sul ramo di destra poggiamo l’imbuto, che servirà per riempire il tubo di mercurio. Da questa parte, grazie alla scala piezometrica (h), misureremo le pressioni.
Sul ramo di sinistra invece posizioniamo il tappino, ostruendo il passaggio. Qui misureremo l’altezza volumetrica dell’aria (gas perfetto), rimasta intrappolata tra il pelo libero del mercurio ed il tappo.
La temperatura deve rimanere sempre costante durante l’esperimento, è cioè deve essere di 21°C (temperatura ambiente). Anche il rapporto tra pressione e volume devono essere costanti -> PV: cost.
L’esperimento ha inizio quando versiamo del mercurio nella parte destra del tubicino, questo passerà sino all’altra parte finchè l’aria glielo permetterà. Così misuriamo prima l’altezza volumetrica del gas compresso (H) e dopo andremo a sottrarre la colonnina di mercurio di sinistra, da quella di destra, ed otterremo ‘h’.
Ripetiamo questo procedimento per altre nove volte aggiungendo ogni volta circa 3,4 cm di mercurio.
Bisogna però fare attenzione in quando il mercurio forma il “menisco”, ovvero non aderisce perfettamente alle pareti del tubicino, ma forma una specie di dosso centralmente, quindi dovremo prendere in considerazione il valore medio del menisco.
Otterremo così questi risultati:
H (mm)
h (mm)
H (760 + h) (mm2)
284
38
226632
275
65
226875
268
89
227532
262
107
227154
258
120
227040
254
132
226568
250
150
227500
244
172
227408
238
197
227766
230
229
227470
I cui valori delle prime due colonne li abbiamo ricavati sperimentalmente, mentre la terza attraverso un’operazione.
PV = cost.
(Patm + dHg × gh) × S × H = cost. (s = sezione vetro interna)
760 × dHg × g + h × dHg × g) × H = cost/s
cost / s = cost1
g × dHg (760 + h) × H = cost1
(760 + h) × H = cost1 / g × dHg
cost1 / g × dHg = costII
Dalla tabella di prima, ci calcoliamo il vaolre medio dei risultati della terza colonna, che risulterà: 227195.
A questo punto sottraiamo al valore medio, tutti i valori della terza colonna, per vedere di quanto differiscono.
Valore medio
H (760 + h) (mm2)
Differenza valori
227195
226632
563
227195
226875
320
227195
227532
-337
227195
227154
41
227195
227040
155
227195
226568
627
227195
227500
-305
227195
227408
-213
227195
227766
-571
227195
227470
-275
Di questi ultimi risultati, troveremo il quadrato:
Differenza valori
Quadrato
563
316969
320
102400
-337
113569
41
1681
155
24025
627
393129
-305
93025
-213
45369
-571
326041
-275
75625
563
316969
La cui media sarà: 149183.
E di cui troviamo la radice quadrata: 407.
Quindi avremo:
σ = √ (Σ ε2) / (N - 1)
σ =
Σ =
ε2 =
N – 1 =
ovvero:
ε% = (407 × 100 / 227195) % ≡ 0,18%
CONCLUSIONI:
Questo risultato sta a dimostrare che le fluttuazioni sono così minuscole che possono essere addirittura trascurate, in quanto non raggiungono neanche lo 0,2 % di imprecisione. Pertanto i risultati sono costanti, e la legge di Boyle risulta verificata.
CLAUDIA ZANZICO
4° TN/B

ESPERIMENTO SULLA
LEGGE DI BOYLE
OBIETTIVO:
Verificare l’esattezza della legge di Boyle.
STRUMENTI:
• Tubo a U munito di due scale
• Righello
• Un imbuto di piccole dimensioni
• Un tappino a tenuta in gomma
• Una dose di mercurio

SVOLGIMENTO:
Sul ramo di destra poggiamo l’imbuto, che servirà per riempire il tubo di mercurio. Da questa parte, grazie alla scala piezometrica (h), misureremo le pressioni.
Sul ramo di sinistra invece posizioniamo il tappino, ostruendo il passaggio. Qui misureremo l’altezza volumetrica dell’aria (gas perfetto), rimasta intrappolata tra il pelo libero del mercurio ed il tappo.
La temperatura deve rimanere sempre costante durante l’esperimento, è cioè deve essere di 21°C (temperatura ambiente). Anche il rapporto tra pressione e volume devono essere costanti -> PV: cost.
L’esperimento ha inizio quando versiamo del mercurio nella parte destra del tubicino, questo passerà sino all’altra parte finchè l’aria glielo permetterà. Così misuriamo prima l’altezza volumetrica del gas compresso (H) e dopo andremo a sottrarre la colonnina di mercurio di sinistra, da quella di destra, ed otterremo ‘h’.
Ripetiamo questo procedimento per altre nove volte aggiungendo ogni volta circa 3,4 cm di mercurio.
Bisogna però fare attenzione in quando il mercurio forma il “menisco”, ovvero non aderisce perfettamente alle pareti del tubicino, ma forma una specie di dosso centralmente, quindi dovremo prendere in considerazione il valore medio del menisco.
Otterremo così questi risultati:
H (mm)
h (mm)
H (760 + h) (mm2)
284
38
226632
275
65
226875
268
89
227532
262
107
227154
258
120
227040
254
132
226568
250
150
227500
244
172
227408
238
197
227766
230
229
227470
I cui valori delle prime due colonne li abbiamo ricavati sperimentalmente, mentre la terza attraverso un’operazione.
PV = cost.
(Patm + dHg × gh) × S × H = cost. (s = sezione vetro interna)
760 × dHg × g + h × dHg × g) × H = cost/s
cost / s = cost1
g × dHg (760 + h) × H = cost1
(760 + h) × H = cost1 / g × dHg
cost1 / g × dHg = costII
Dalla tabella di prima, ci calcoliamo il vaolre medio dei risultati della terza colonna, che risulterà: 227195.
A questo punto sottraiamo al valore medio, tutti i valori della terza colonna, per vedere di quanto differiscono.
Valore medio
H (760 + h) (mm2)
Differenza valori
227195
226632
563
227195
226875
320
227195
227532
-337
227195
227154
41
227195
227040
155
227195
226568
627
227195
227500
-305
227195
227408
-213
227195
227766
-571
227195
227470
-275
Di questi ultimi risultati, troveremo il quadrato:
Differenza valori
Quadrato
563
316969
320
102400
-337
113569
41
1681
155
24025
627
393129
-305
93025
-213
45369
-571
326041
-275
75625
563
316969
La cui media sarà: 149183.
E di cui troviamo la radice quadrata: 407.
Quindi avremo:
σ = √ (Σ ε2) / (N - 1)
σ =
Σ =
ε2 =
N – 1 =
ovvero:
ε% = (407 × 100 / 227195) % ≡ 0,18%
CONCLUSIONI:
Questo risultato sta a dimostrare che le fluttuazioni sono così minuscole che possono essere addirittura trascurate, in quanto non raggiungono neanche lo 0,2 % di imprecisione. Pertanto i risultati sono costanti, e la legge di Boyle risulta verificata.
CLAUDIA ZANZICO
4° TN/B