Školní experimentální systém ISES

Internetové Školní Experimentální Studio

F5 - Tlak v pouťovém balónku

vliv tvaru pružného tělesa na tlak vzduchu v něm

Cíl

Demonstrovat závislost tlaku na tvaru a velikosti balónku.

Pomůcky

  • modul manometr
  • trojcestný ventil
  • spojovací trubičky
  • pouťový balónek (2 ks)

Provedení

Většina z nás jistě zná pokus se dvěma pouťovými balónky, které nafoukneme na různou velikost a poté přes stébla propojíme. Tlaky se vyrovnají a větší balónek se ještě zvětší, zatímco malý se téměř úplně vyprázdní. To je značné překvapení pro řadu laiků. Proč je tomu tak to nám ukáže přesné proměření průběhu tlaku v postupně unikajícím balónku. V programu nastavíme celkový čas měření asi 30 s a vzorkovací frekvenci 100 Hz. Oživíme kanál A, ke kterému připojíme modul manometr. Na manometru volíme rozsah 0 až 10 kPa. Vybereme manuální start a digitální i grafické zobrazení. Balónek nafoukneme a propojíme přes trojcestný ventil s manometrem. Potom odstartujeme měření a pootevřeme ventil. Objem vzduchu v balónku klesá, ale tlak vzduchu v něm nejeví tento lineární pokles. Naopak, po určitém období vytrvalého poklesu začne najednou poměrně výrazně stoupat, ačkoliv balónek vypadá jako poloprázdný. To je situace, kdy poloprázdný balónek přetlačí ten nafouknutý.

Pozn.: Nemáme li trojcestný ventil, utěsníme balónek krkovou zátkou, do které vyvrtáme dva otvory. Těmito otvoruy prostrčíme dvě slámky z umělé hmoty, jednu kratší, druhou delší. Kratší částečně utěsníme (kouskem korku, papírku, apod.) Nafukujeme delší slámkou, kratší utěsníme prstem. Při vyfukování naopak utěsníme delší a vzduch uniká pomalu polootevřenou kratší slámkou.

Vysvětlení

V balónku, jehož plášť je napnut více je menší tlak než v balónku poloprázdném a polosplasklém. Tento výsledek je pro mnohé překvapující. Následující obrázek, ze kterého je patrné, že dvě menší síly se mohou složit ve větší výslednici nám mnohé objasní.
Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014