Fizika kísérletek: folyadékok, gázok, hőtan

Nyomtatás

vissza

Vízzel hajtott Segner-kerék

(Bognár Gergely - 9. évfolyam)

Eszközök:

Segner-kerék, Bunsen-állvány, palackban víz

A kísérlet leírása:

A Segner-kerékből két irányban folyik ki a víz. A kifolyó víz Newton III. törvénye, illetve a lendületmegmaradás törvénye miatt erőt és ebből adódólag forgatónyomatékot fejt ki a kerékre. Mindennek következtében a kerék forgásba jön.

 

 


 

Pascal-törvény kísérleti igazolása

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

két darab kifújt üres tojás, légpuska töltényekkel
szigetelőszalag, merevítéssel ellátott kartondoboz, állvány

A kísérlet leírása:

Pascal törvényének értelmében a folyadékok a rájuk nehezedő nyomást minden irányba gyengítetlenül továbbítják. Ez a törvény, még ha első hallásra nem is így tűnik, a hidrosztatika legfontosabb törvénye, segítségével értelmezhető a felhajtóerő és számtalan jelenség.

Kísérletünkben először egy üres tojáson lövünk keresztül, a tojás kilyukad, de egyben marad, és a lövedék áthalad rajta. Másodszor a tojást vízzel töltjük meg, majd megismételjük a lövést. A tojás darabjaira esik szét, mert a lövedék nyomást fejt ki a vízre, ami gyengítetlenül tovább terjed, és szétveti a tojást.

 

 


 

Kísérletek Pascal-mérleggel

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

Pascal-mérleg, főzőpohár, széles peremű tálca

A kísérlet leírása:

A Pascal-mérleg egy olyan készülék, amelyben a mérleg egyik serpenyőjében hagyományos súly van, míg a másik feléhez különböző alakú edényeket illeszthetünk. Az edényékbe folyadékot töltve a hidrosztatikai nyomás tart ellent a túloldalon lévő súlynak. Ha a nyomás túl nagy, a mérleg elbillen, és a víz kiömlik. Vizsgáljuk meg, hogy az edény alakjától miként függ a hidrosztatikai nyomás!

 

 


 

Folyadékok felhajtóereje

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

rugós erőmérők, Bunsen-állvány, főzőpohár, tiszta víz, sós víz és alkohol, súlyok

A kísérlet leírása:

A súlyokat különböző sűrűségű folyadékokba mártjuk. Megvizsgáljuk, hogy a rugós erőmérők által mutatott értékek miként térnek el a különböző folyadékokban, és hogyan viszonyulnak a folyadékba nem merülő testhez képest.

 

 


 

Kísérletek Archimédeszi hengerpárral

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

főzőpohár, súlyok, Archimédeszi hengerpár, rugós erőmérő, Bunsen-állvány

A kísérlet leírása:

Akasszuk a hengerpárt a Bunsen-állványra függesztett rugós erőmérőre, majd jegyezzük fel a súlyát! Az alsó hengert merítsük vízbe, és így is olvassuk le az erőmérő által mutatott értékeket!  Végül töltsünk vizet a felső hengerbe úgy, hogy az alsó közben vízben maradjon, és a kapott súly értékeket vessük össze a korábbi méréseinkkel!

 

 


 

Ismeretlen anyagú test sűrűségének mérése

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

desztillált víz, főzőpohár, rugós erőmérő, Bunsen-állvány, kődarab fonálra kötve

Megjegyzés:

A bemutatott kísérletünkben Archimédesz nyomdokaiba lépünk. Most nem a király koronájának sűrűségét mérjük meg, pusztán egy egyszerű kődarabét, de az elv ugyanaz, ha szükség lenne rá, mi is lebuktathatnánk a csaló ötvös mestert.

A kísérlet leírása, a mérés menete:

Megmérjük a kődarab súlyát a levegőben, ebből a kő tömege meghatározható.


Második lépésként megmérjük a kő súlyát a vízben is, a két erő különbségéből megkaphatjuk a felhajtóerőt.


A felhajtóerő ismeretében meghatározható a kődarab térfogata.


A térfogat és a tömeg ismeretében könnyedén meghatározható a kő sűrűsége.


 

 


 

 Felületi feszültség demonstrációs kísérletek

(Horváth Petra - emelt szintű érettségi felkészítés)

Eszközök:

Pénzérme, Petri-csésze, víz, üvegkád, mosogatószer, papírhajó, cseppentő pipetta, alumíniumkeret fonállal.

A kísérlet leírása:

  1. Tegyük a pénzérmét a vízzel töltött Petri-csészébe. A pénzérme nagyobb sűrűségű, mint a víz, ezért lesüllyed a csésze aljára. Ha a víz felszínére ültetjük, akkor a víz felszínén, mint egy kifeszülő gumihártyán úszik.
  2. A vízzel töltött üvegkádba a víz felszínére helyezzük a papírhajót és a hajó „fenekébe” cseppentünk pici mosogatószert. A kishajó kilő.
  3. Oldjunk fel nagyobb mennyiségű mosogatószert a vízben, ebbe az oldatba mártsuk bele az alumíniumkereteket. A keretekhez rögzített fonalak szépen kifeszülnek.

 

 


 

Felületi feszültség mérőkísérlet

(Horváth Petra - emelt szintű érettségi felkészítés)

Eszközök:

Üvegkád, víz, műanyag/üveglap fonállal, dinamóméter (erőmérő)

A kísérlet leírása:

Akasszuk az erőmérőre az üveglapot és olvassuk le az üveglap súlyát. Ezt követően óvatosan helyezzük az üveglapot a víz felszínére, majd lassan próbáljuk elemelni attól. Érezhető, hogy nehezebb eltávolítani a vízfelszíntől az üveglapot, ezt a dinamóméteren mutatott többletérték is jelzi. Jegyezzük fel ezt a számot is. A leolvasott értékek különbsége megadja azt az erőt, ami a vízrészecskék között működő kohéziós erőnek felel meg. Ebből meghatározható a felületi feszültség értéke.

 

 


 

Egyszerű kísérletek Bernoulli törvényére

(Bognár Gergely - 9. évfolyam)

Eszközök:

papírlap, Bunsen-állvány, fújó gép

A kísérlet leírása:

Bernoulli törvénye értelmében, ha az áramlási sebesség megnő, a nyomás lecsökken.  A törvényt könnyen demonstrálhatjuk, ha különböző módon beállított lapok közé fújunk, akár fújó géppel, akár a saját tüdőnkkel.  A lapok összenyomódnak, hiszen ahol nagyobb sebességgel áramlik a levegő, ott lecsökken a nyomás, és a nagyobb külső nyomás összepréseli a lapokat.

 

 


 

Bernoulli törvényének bemutatása I.

(Bognár Gergely - 9. évfolyam)

Eszközök:

tölcsér, pingpong labda, fújó gép

A kísérlet leírása:

A tölcsérbe helyezzük a pingpong labdát, majd a tölcsér száját a fújó gép kivezető csövéhez erősítjük. A gép bekapcsolása után a tölcsért lefordítjuk, és meglepődve tapasztaljuk, hogy a labda nem esik le a földre. A tölcsér szűk keresztmetszetében a levegő nagyobb sebességgel áramlik, mint a labda alatt, ezért a labda felett kisebb a nyomás. A nyomáskülönbség a helyén tartja a labdát.

 

 


 

Bernoulli törvényének bemutatása II.

(Bognár Gergely - 9. évfolyam)

Eszközök:

rugalmas gégecső, apróra vágott papírdarabok

A kísérlet leírása:

Az apró papírdarabokat az asztalra helyezzük, majd megpörgetjük a gégecsövet. A cső nyugvó végét a papírdarabkákhoz helyezzük.  Bernoulli-törvénye szerint mozgó gázokban vagy folyadékokban a nyomás lecsökken. A megpörgetett gégecsővel együtt mozog a benne lévő levegő, ezért a nyomása lecsökken. A nyomáskülönbség áramlást idéz elő a gégecsőben, amely a papírdarabokat is felszívja, illetve a csőben lévő levegő mozgásának következtében jellegzetes hangot hallunk.

 

 


 

Gázok áramlásának kísérleti vizsgálata

(Bognár Gergely - 9. évfolyam)

Eszközök:

pingpong labda, fújó gép

A kísérlet leírása:

A pingpong labdát a fújó gép kivezető gégecsövéhez helyezve bekapcsoljuk a készüléket. A kiáramló levegő hatására a labda felemelkedik, és egy viszonylag stabil egyensúlyi állapotot vesz fel. A stabilitás oka, hogy az áramló levegőben kisebb a nyomás, ezért a nyomáskülönbség a labdát az áramlási térben tartja. A jelenség magyarázata Bernoulli törvénye.

 


 


 

Kólaszökőkút

(Juhász Zoltán - 12. évfolyam)

Eszközök:

1 db 2 literes szénsavas üdítőital, pl. kóla
átalakított fecskendő, acélgolyó, biztosító szeg, só

A kísérlet leírása:

Töltsük meg az átalakított fecskendőt sóval, zárjuk le a sót az acélgolyóval majd azt a biztosító szeggel. A berendezést óvatosan tekerjük rá az üdítőitalos palack kupakja helyére. Járjunk el a következők szerint.

  • A kísérletet szabadban végezzük, olyan helyen, ahol a kiömlő folyadék nem okoz károkat.
  • Ügyeljünk a ruhánkra, szemünkbe ne fröcsögjön a kiömlő folyadék.
  • Húzzuk ki a biztosítószeget.
  • Előfordulhat, hogy az acélgolyó és a só beragad, ekkor kocogtassuk meg az eszközt, szükség esetén szedjük széjjel, tisztítsuk meg és készítsünk új töltetet.

Tapasztalat, magyarázat:

A szénsav és a só érintkezése során széndioxid szabadul fel. A nagy mennyiségű gáz túlnyomást okoz a palackban, ami a felhabzó folyadékot kitolja a fecskendő nyílásain. Szökőkút keletkezik, amely 4-5 méter magasra is felspiccel.

 


 


 

A légnyomás ereje

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

alumínium doboz, hőálló fogó, Bunsen-égő, vízzel teli üvegkád

A kísérlet leírása:

Nagyon kevés vizet töltünk az alumínium dobozba, majd gázlángon elkezdjük melegíteni. Miután a víz felforr, a dobozban lévő gáz hőmérséklete garantáltan eléri a 100 0C fokot. Ezután a dobozt hirtelen víz alá nyomjuk úgy, hogy a szája mindenképpen víz alá kerüljön. A víznek köszönhetően a dobozban lévő gáz hirtelen lehűl, és ezzel párhuzamosan a nyomása is lecsökken. A kis nyíláson a víz nem tud olyan gyorsan beáramlani, hogy a nyomáskülönbséget kiegyenlítse, a nagyobb külső légnyomás összeroppantja a dobozt.

 

 


 

Megismerkedés a vákuumszivattyúval

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

vákuumszivattyú, vákuumharang, lufi

A kísérlet leírása:

A vákuumszivattyú elnevezés megtévesztő, mert az általunk használt készülékkel valójában nem vákuumot állítunk elő, hanem nagyon kicsi nyomású térrészt (ritkított levegőt). Kísérletünkben egy vastag falú üvegbúra alól szívjuk ki a levegőt. A nyomás csökkenését egy a harang alá helyezett lufival mutatjuk be. A lufit kezdetben nem fújtuk fel, de a száját bekötöttük, a levegőt kiszívva a lufi felfújódik, mert a körülötte lévő nyomás kisebb lesz, mint a belsejében lévő. Ha a harang alá a levegőt visszaengedjük, a lufi visszanyeri eredeti alakját.

 

 


 

Magdeburgi félgömbök

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

vákuumszivattyú, vákuumharang, Magdeburgi félgömbök

A kísérlet leírása:

Magdeburg város főterén Otto von Guericke 1654-ben két kb. 41 cm sugarú fémgömböt mindenfajta rögzítés nélkül összeillesztett, majd a saját készítésű szivattyújával kiszivattyúzta a levegőt a gömbök közül. A gömbök belsejében lévő légnyomás töredéke lett a külső légnyomásnak, ezért a levegő nyomása oly mértékben összepréselte a gömböket, hogy azokat 8-8 ló sem tudta széthúzni. A történelmi kísérletet ismételjük meg kisebb léptékben.

Vákuumszivattyú segítségével két rögzítetlen fémgömb közül kiszívjuk levegőt, majd megpróbáljuk szétszedni. Az egyszerű feladatról hamar kiderül, hogy lehetetlen vállalkozás.

 


 


 

A Boyle-Mariotte-törvény szemléltetése Cartesius-búvárral

(Horváth Petra - 10. évfolyam)

Eszközök:

Vízzel töltött kisméretű PET- palack, kémcső

A kísérlet leírása:

Vízzel teli PET palackba vízzel teli kémcsövet helyezünk szájával lefelé. A víz egy része kifolyik és a kémcsőben kis zárt légtér keletkezik. A palack oldalának összenyomásakor a kémcső („búvár”) lesüllyeszthető, a nyomás megszüntetésekor felemelhető.

 

 


 

Bimetall szalag

( Horváth Petra - 10. évfolyam)

Eszközök:

Bimetall szalag, borszeszégő

A kísérlet leírása:

Borszeszégő lángja fölött melegítsük a bimetall szalagot! A szalag ívben elhajlik. Magyarázzuk meg a jelenséget!

 


 


 

Kísérletek emeltyűs pirométerrel

(Horváth Petra - közép szintű érettségi felkészítés)

Eszközök:

emeltyűs pirométer, denaturált szesz, gyufa, különböző anyagú fémrudak, orvosi fecskendő, tű

Kísérlet leírása:

Rögzítsünk egy alumínium rudat a pirométer tartójába! Az orvosi fecskendőre helyezett tű segítségével egyenletesen oszlassuk el a denaturált szeszt a vályúban! Gyújtsuk be a denaturált szeszt! Figyeljük a mutató kitérését! Ismételjük meg a kísérletet rézrúddal is!

 


 


 

Gázok hőtágulása

(Bognár Gergely - 10. évfolyam)

Eszközök:

lufi, hőálló lombik, Bunsen-égő, vas háromláb kerámia bevonatú fém ráccsal

Kísérlet leírása:

A szilárd anyagok, folyadékok és gázok hőtágulása közül utóbbi a legnagyobb mértékű. Mivel a gázokat alig érzékeljük, ezért a hétköznapokban ezzel a hőtágulással szembesülünk a legkevésbé. A bemutatandó kísérletben, ezen kevésbé szem előtt lévő jelenséget vizsgáljuk meg, egy otthon is könnyen elvégezhető, mégis látványos kísérletben.

A lombikba kevés vizet töltünk, majd szájára kifordítva ráhúzzuk a lufit, és betömködjük a lombikba. A Bunsen–égővel melegíteni kezdjük a lombikot. A benne lévő levegő a melegítés hatására kitágul, és kinyomja, majd fel is fújja a lufit, a levegő hőtágulása megfigyelhető. Amikor a víz felforr, a lufi még intenzívebben kezd tágulni, a hőtágulás mellett, a megjelenő vízgőz növeli a részecskeszámot, ami nagyobb nyomást eredményez.

 


 


 

Hővezetés

(Juhász Zoltán - 7. évfolyam)

Eszközök:

3db állvány, Bunsen-égő, gyertya, gyufa, régi alumínium pénzérmék
Al, Cu, Fe rudak

A kísérlet leírása:

Rögzítsük a három fémrudat az egyik végüknél az állványokra. A régi pénzérméket egyenlő távolságban a gyertya viaszával rögzítsük az Al, Cu és Fe rudak alsó részére. Ezek után állítsuk be úgy az állványokat, hogy rudak rögzítetlen vége majdnem összeérjen, és a Bunsen-égő fölött azonos magasságban legyenek, hogy majdan a lángjába egyformán mélyedjenek bele.

  • Gyújtsuk meg a Bunsen-égőt.
  • Mit tapasztalunk?

Észrevételek tapasztalatok:

A pénzérmék elkezdenek lepotyogni a rudakról. Leggyorsabban és a legtöbb az alumínium rúdról esik le, majd a réz rúdról és a legkevesebb a vas rúdról esik le. Azaz a három anyag közül a legjobb hővezető az alumínium, a legkevésbé jó hővezető pedig a vas.

Hővezetés:

Ha egy anyagon belül a hőmérséklet nem azonos, akkor a nagyobb hőmérsékletű hely felől az energia a kisebb hőmérsékletű hely felé kezd áramlani, részecskéről részecskére tovább terjedve.
Az anyag adott keresztmetszetén átmenő energiaáram:

 

 


 

Forráspont nyomásfüggése

(Horváth Petra - 10. évfolyam)

Eszközök:

Gömblombik, Bunsen-égő, gyufa, víz, gumidugó, (vízforraló)

A kísérlet leírása:

A gömblombikba töltött vizet addig melegítsük, míg forrásba nem jön. (Bunsen-égőt használunk, de a folyamatot felgyorsíthatjuk, ha vízforraló segítségével előmelegítjük a vizet.) Zárjuk le a lombikot gumidugóval. Várjunk kicsit, majd felfordítva a lombikot folyassunk rá hideg vizet. A nyomáscsökkenés miatt a forráspont is csökken, így újra forrni kezd a víz.

 


 


 

Folyadékok forráspontjának nyomásfüggése

(Bognár Gergely - 7. évfolyam)

Eszközök:

vákuumharang, szivattyú, főzőpohár, víz

A jelenség leírása:

Forráspontnak azt a hőmérsékletet nevezzük, amelyen a folyadékok belső gáznyomása eléri a külső légnyomást. Megszoktuk, hogy a víz forráspontja 100 C⁰, de hozzá kell tenni, hogy normál légköri nyomás mellett. Kisebb nyomáson a víz hamarabb felforr. Jól tudják ezt a magashegyi expedíciókra induló hegymászók. Nagy magasságokban a nyomás kisebb, mint itt a tengerszint környékén, ezért a víz is hamarabb felforr. Mindez igaz fordítva is, nagyobb nyomás mellett a víz magasabb hőmérsékleten forr fel. A kuktának pontosan ez a szerepe, benne a főzés nem 100 C⁰-on ,hanem magasabb hőmérsékleten megy végbe, így az étel könnyebben megpuhul. Minden folyadéknál van egy kritikus hőmérséklet, amely átlépése esetén, bármekkora is legyen a nyomás, a folyadék felforr. A bemutatott kísérletben láthatjuk, hogy alacsony nyomás mellett a víz szobahőmérsékleten is felforr.

 


 


 

Kaloriméter hőkapacitásának meghatározása

(Horváth Petra - 10. évfolyam)

Eszközök

kaloriméter, vízforraló, mérőpohár, víz, hőmérő, digitális mérleg

Kísérlet leírása:

A mérés során a kaloriméterbe először szobahőmérsékletű vizet öntünk, majd a termikus egyensúly beállta után feltöltjük forró vízzel. A forró víz által leadott hőt a kaloriméter és a már benne lévő szobahőmérsékletű víz veszi fel. A kísérlet során tömeget és hőmérsékletet mérünk, a víz fajhőjét ismertnek tekintjük 4,2 kJ/(kg0C).

 

 


 

Víz fajhőjének meghatározása mérőkísérlettel

(Horváth Petra - közép szintű érettségi felkészítés)

Eszközök:

kaloriméter, mérőhenger, víz, tápegység, röpzsinór, digitális mérleg, hőmérő, stopper

A kísérlet leírása:

A kaloriméter fűtőszálára feszültséget kapcsolva, a megjelenő áram hatására a fűtőszálon Joule-hő fejlődik. Ez a hőmennyiség a kaloriméterbe töltött szobahőmérsékletű víz és a kaloriméter melegítésére fordítódik. A termikus egyensúlyt leíró egyenletből a víz fajhője kifejezhető. A kísérlet során tömeget, hőmérsékletet és időt mérünk, a feszültséget és a hatására kialakuló áram erősségét leolvassuk a tápegység kijelzőjéről.

 


 


 

Súrlódási kaloriméter

(Juhász Zoltán - emelet szintű érettségi felkészítés)

Eszközök:

súrlódási kaloriméter tartozékokkal (rögzítők, réz szalag, hőmérős dugó, rugó, 5kg-os nehezék)
ismeretlen fajhőjű töltő folyadék

A kísérlet leírása:

Töltsünk a kaloriméterbe ismert tömegű folyadékot. Zárjuk le a nyílást hőmérős dugóval. Rögzítsük az eszközt. Tekerjük fel a réz szalagot a kaloriméter dobjára, akasszuk rá az 5kg-os nehezéket

  • A berendezés összeállítása után tekerjük körbe a kaloriméter karját 100 alkalommal.
  • Olvassuk le a hőmérőről a hőmérséklet változást.
  • Határozzuk meg a folyadék hőkapacitását, fajhőjét.

A számolás menete általánosan:

Ahol Ck  a kaloriméter hőkapacitása.
A befektetett munka a belső energia növelésére fordítódik, így a hőkapacitás kiszámolható.

 

 


 

Adiabata folyamat I.

(Juhász Zoltán - 10. évfolyam)

 Eszközök:

CO2 patron, szódásszifon, csapvíz.

A kísérlet leírása:

Készítsünk szódavizet!

  • A szódavíz elkészítése során figyeljük meg, mi történik a CO2 patronnal!
  • Jegyezzük le tapasztalatainkat.

Észrevételeink:

A széndioxid patron bejegesedik. Azaz a hőmérséklete hirtelen lezuhan, a levegő páratartalma kicsapódik rá. Adiabata folyamat zajlódik le. Amikor a CO2 gáz hirtelen kitágul, a tágulás következtében a hőmérséklet leesik.

 

Adiabata folyamat II.

(Juhász Zoltán - 10. évfolyam)

Eszközök:

Pneumatikus gyújtó
Gyufafej reszelék, papír

A kísérlet leírása:

A gyújtó aljára helyezzünk könnyen lángra lobbanó papírt vagy gyufa fejének reszelékét.
Hirtelen nyomjuk össze a dugattyút!

  • Figyeljük meg mi történik a gyutaccsal.
  • Jegyezzük le tapasztalatainkat.
  • A mindennapi életben hol hasznosítjuk a jelenséget?

Észrevételeink:

A dugattyút hirtelen benyomva a gyutacs lángra lobban. Azaz a hőmérséklet hirtelen megnőtt, a gyulladási hőmérsékletet elérve a gyutacs meggyulladt.
Adiabata folyamat zajlódott le. A térfogat kisebb lett, a hőmérséklet megemelkedett.
A dízelmotorok így gyújtják be az üzemanyagot.

 

 

 

 

Eseménynaptár


Akadálymentes változat

Impresszum  |  Oldaltérkép |  Kapcsolat 
©2013 All Right Reserved.
Révai Miklós Gimnázium és Kollégium
9021 Gyõr, Jókai u. 21.