Manometer

Robin stelde deze vraag op 04 september 2011 om 21:42.

Wij hebben een praktische opdracht gekregen, maar ik kom er niet uit. De opdracht luidt:

Proef:
1. Zoek de barometerstand op en noteer deze:
Pb = 1,018 Bar = 1,018 10? Pa.
2. Plaats een roerder en de kolf zo in het waterbad (bekerglas) dat het luchtvolume volledig is ondergedompeld.
3. Sluit het volume lucht op de manometer aan terwijl het overdrukventiel open staat.
4. Verwarm onder roeren tot ca. 35 - 40° C. Haal de brander weg en sluit het ventiel.
5. Haal de kolf uit het waterbad en vervang het warme water door goed koud water.
6. Plaats de kolf weer in het bad zoals in punt 2 maar houd het ventiel dicht.
7. Lees - wanneer het vloeistofniveau niet meer verandert - de stand van de manometer en van de thermometer nauwkeurig af. Noteer je waarnemingen in bijgaande tabel.
8. Verhoog, onder roeren, de temperatuur ca. 4° C, wacht tot de manometer de evenwichtsstand bereikt heeft en lees dan de manometer en de thermometer nauwkeurig af. Verricht dezelfde meting om de 4° C tot je buiten het meetbereik van de manometer bent.
9. De manometer is gevuld met glycol. De dichtheid van de vloeistof is 1,13 • 10? kgm -3.

Ik heb tijdens de proef meetresultaten in een tabel gezet. 

Temperatuur in graden celcius
20,50
26,10
31,50
36,00
40,30
44,05 

Niveau links cm (verbonden met de atmosfeer)
29,30
35,45
41,55
46,55
51,50
55,65

Niveau rechts cm
76,10
69,80
63,45
58,30
53,10
48,80

 Hoogteverschil cm
46,80
34,35
21,90
11,75
1,60
6,85

Hoe moet ik nu de druk in de maatkolf berekenen? ik weet dat er in de maatkolf tot 40-44 graden een onderdruk aanwezig was. Ik had eerst wat geprobeerd met de hydrostatische wet, maar ik kwam er niet uit.

P = Pvl * g * delta h.

Alvast bedankt,
Robin.

 

 

 

 

Reacties

Theo op 05 september 2011 om 11:58

Wat gebeurt er met de lucht in de kolf als je deze in het water opwarmt terwijl de verbinding met de open lucht (overdrukventiel) open staat?  Blijft dezelfde hoeveel lucht in kolf? Of wordt dit minder? Of juist meer?  Welke druk heeft de buitenlucht en welke druk heeft de (zelfde/meerdere/mindere hoeveelheid) lucht in de kolf op dat moment?

Nu doe je het ventiel dicht. Er kan dus geen lucht meer in of uit de kolf. De hoeveelheid is constant geworden. Hoe hoog is de druk nu in de kolf als die nog in het warme water staat gedompeld?

Door de kolf vervolgens in een koud waterbad te zetten en langzaam weer op te warmen (wel telkens lang genoeg wachten tot de lucht in de kolf overal dezelfde temperatuur van het omringende water heeft aangenomen) zie je de druk veranderen (het hoogteverschil tussen beide glycol-buizen duidt daarop).

Je verandert de temperatuur en ziet dat het hoogteverschil tussen de buizen verandert. En zoals je al zegt:

druk (in N/m2 of Pa) = hoogteverschil (in meters) x soortelijke massa glycol (in kg/m3) x zwaartekrachtversnelling (m/s2)

P = Δh . ρglycol . g

 

 

robin op 05 september 2011 om 16:41

Hallo,
Dankjewel voor uw reactie. Ik ben aan het rekenen gegaan en kom op de volgende waardes uit:

P = 46,80 x 10^-2 x 1,13 x 10? x 9,81= 5,19 x 10? Pa.

P = 34,35 x 10^-2 x 1,13 x 10? x 9,81= 3,81 x 10? Pa.

P = 21,90 x 10^-2 x 1,13 x 10? x 9,81= 2,43 x 10? Pa.

P = 11,75 x 10^-2 x 1,13 x 10? x 9,81= 1,30 x 10? Pa.

P = 1,60 x 10^-2 x 1,13 x 10? x 9,81= 1,77 x 10? Pa.

P = 6,85 x 10^-2 x 1,13 x 10? x 9,81= 7,59 x 10? Pa.

Ik snap het nu niet, de druk wordt steeds kleiner, terwijl de temperatuur toe neemt. Is dit de druk ( die ik berekend heb), de druk in de maatkolf of is dit het drukverschil van de maatkolf en de buitenlucht?

Ik moet het drukverschil uitrekenen.

Bij 6,85 x 10^-2 is de kant van de buis die verbonden is met de atmostfeer hoger dan de kant van de buis die verbonden is met de kolf. Dan is de druk toch in de kolf hoger dan de druk in de atmosfeer?

Moet ik nu 48,80 - 55,05 = -6,85 cm of toch gewoon + 6,85?

Theo op 05 september 2011 om 17:54

> Ik snap het nu niet, de druk wordt steeds kleiner, terwijl de temperatuur toe neemt.Is dit de druk ( die ik berekend heb), de drukin de maatkolf of is dit het drukverschil van de maatkolf en de buitenlucht?

Goede vraag! Kijk eens naar je manometer. Het linker uiteinde is in verbinding met de buitenlucht (open). Welke druk staat er op het glycoloppervlak in deze buis?

De rechterbuis is in verbinding met de kolf waarin lucht zit. Die duwt tegen de glycol in de rechterbuis.

Je hebt dus een (dubbelgebogen) buis waar vanuit twee uiteinden door lucht buiten en lucht in de kolf wordt geduwd. Wat meet je dus?  De "absolute" druk of de "relatieve druk" (het verschil tussen beiden)?

Kijk nog eens naar je meetgegevens. Bij het begin moest je de lucht in de kolf tot ca. 44 graden opwarmen. Welk drukverschil was er op dat moment met de buitenlucht? Daarna sloot je het ventiel af en koelde je de kolf. En daarna warmde je hem weer langzaam op. Tot weer ca. 44 graden. Wat zou dan de druk zijn in de kolf (terwijl het ventiel gesloten blijft)? Is er bij 44 graden verschil tussen wel of niet ventiel open?

>Bij 6,85 x 10^-2 is de kant van de buis die verbonden is met de atmostfeer hoger dan de kant van de buis die verbonden is met de kolf. Dan is de druk toch in de kolf hoger dan de druk in de atmosfeer?

Correct. De kolf-lucht duwt harder dan de buitenlucht en heeft een grotere druk.

>Moet ik nu 48,80 - 55,05 = -6,85 cm of toch gewoon + 6,85?

Dat kun je nu zelf bedenken: de kolflucht is in staat om 6,85 cm glycol omhoog te duwen tegen de tegendruk van de buitenatmosfeer in. De absolute druk is dan atmosferische druk + ...

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)