by 
Έχουμε μια μεγάλη λεκάνη με νερό και ένα κυλινδρικό ανοικτό δοχείο με βάση Α και ύψος Η=20cm, εντός του οποίου ρίχνουμε νερό. Στη συνέχεια, στην επιφάνειά του τοποθετούμε ένα κεράκι ρεσώ, το οποίο επιπλέει, όπως στο αριστερό σχήμα, με αποτέλεσμα το ύψος του νερού να είναι h=5cm. Παίρνουμε το δοχείο και το τοποθετούμε μέσα στη λεκάνη, κλείνοντάς το αεροστεγώς από πάνω, με μια βαριά πλάκα και συμπληρώνουμε νερό στη λεκάνη μέχρι να φτάσει επίσης σε ύψος h. Κάποια στιγμή, μέσω κατάλληλου ηλεκτρονικού μηχανισμού ανάβουμε το κεράκι. Το κεράκι καίγεται για μικρό χρονικό διάστημα και στη συνέχεια σβήνει.Αφήνουμε λίγο χρόνο να ψυχθεί το περιεχόμενο του δοχείου και να αποκτήσει την αρχική του θερμοκρασία και κατόπιν ανοίγουμε μια μικρή τάπα εμβαδού Α1=0,5cm2, στην πλευρά του δοχείου, πολύ κοντά στη βάση του, οπότε βλέπουμε νερό να εισχωρεί στο δοχείο, με αποτέλεσμα να ανεβαίνει η στάθμη στο εσωτερικό του, σε ύψος h1=7cm, ενώ δεν παρατηρούμε εμφανή μεταβολή της στάθμης του νερού της λεκάνης.
- Γιατί λέτε να έσβησε το κερί;
- Να υπολογίσετε την τελική πίεση των αερίων στο εσωτερικό του κυλίνδρου, μετά το άνοιγμα της τάπας.
- Υπολογίστε τη συνολική δύναμη που δέχεται η τάπα, από το νερό, πριν το άνοιγμά της.
- Το κερί είναι ένας υδρογονάνθρακας, που η καύση του παράγει CΟ2 και υδρατμούς. Θεωρούμε ότι το κεράκι έσβησε όταν κατανάλωσε όλο το Ο2 και πριν ανοίξουμε την τάπα οι υδρατμοί υγροποιούνται ενώ το CΟ2 απορροφάται πλήρως από το νερό. Να εξετάσετε αν τα αποτελέσματα του πειράματος δικαιολογούν αυτές τις υποθέσεις.
Δίνονται: η πυκνότητα του νερού ρ=1.000kg/m3, g=10m/s2, η σύσταση του αέρα είναι 20% κ.ο. Ο2 και 80% κ.ο. Ν2, ενώ pατ=105Pa.
ή
Αφιερωμένοι σε όσους συμμετείχαν στη συζήτηση της Κατερίνας Αρώνη:
Γιατί ανεβαίνει το νερό στο ποτήρι;
Ένα θέμα "προσαρμοσμένο" για διδασκαλία στα ρευστά.
(Αφού το δίκτυό μας είναι κατά βάση "εκπαιδευτικό" και το πείραμα και οι ερμηνείες του είναι μέρος της διαδικασίας…. Υπάρχει και αυτή
)
Η ανάρτηση, αποτελεί και μια πρόταση προς πειραματικούς.
Αποκλείουμε την απομάκρυνση αέρα, με το να γίνεται η καύση σε κλειστό δοχείο και στη συνέχεια το δοχείο το αφήνουμε να "επικοινωνήσει" με την λεκάνη.
Έτσι μπορούμε να ελέγξουμε και την απορρόφηση ή μη του διοξειδίου του άνθρακα…
Ευχαριστώ για το μερίδιο της αφιέρωσης.
Πολύ καλή ιδέα.
Διονύση, πολύ καλή η ιδέα σου και η ανάλυσή σου!!
Να υποθέσουμε ότι η λεκάνη είναι αρκετά μεγάλη όπως είπες και το δοχείο αρκετά μικρό ώστε με την τοποθέτησή του στη λεκάνη να μην εκτοπίζεται νερό ικανό να μεταβάλει αισθητά το αρχικό βάθος του νερού της λεκάνης. Εναλλακτικά, μπορούμε να τοποθετήσουμε πρώτα το δοχείο με το νερό και το κεράκι μέσα στην άδεια λεκάνη και στη συνέχεια να προσθέσουμε νερό στη λεκάνη έτσι ώστε η στάθμη του νερού σ'αυτήν και στο δοχείο να βρίσκονται στο ίδιο οριζόντιο επίπεδο.
Διονύση πράγματι πολύ καλή πρόταση
Δύσκολα καθήκοντα για τους πειραματικούς ο έλεγχος των απαιτήσεων : ( Θεωρούμε ότι το κεράκι έσβησε όταν κατανάλωσε όλο το Ο2 και πριν ανοίξουμε την τάπα οι υδρατμοί υγροποιούνται ενώ το CΟ2 απορροφάται πλήρως από το νερό. Να εξετάσετε αν τα αποτελέσματα του πειράματος δικαιολογούν αυτές τις υποθέσεις. )
Νομίζω Διονύση, στην τελευταία σχέση της σελίδας 1 , πρέπει να αλλάξεις τα πρόσημα
μέσα στην παρένθεση, δηλ. -ρg(h1-h)
Επίσης στην εκφώνηση δίνεις h1=7cm=0,07m, οπότε θα έπρεπε να βγει p1=99.800 pa
Στο γ ερώτημα χρησιμοποιείς h1=7cm αλλά p1=99.500 pa αντί για p1=99.800 pa..
Το δ ερώτημα δεν ξέρω αν θα το απαντούσα….
Πολύ όμορφη Διονύση, κοντά στην πραγματικότητα!
γράφεις στο τέλος:Παρατηρούμε ότι η τελική πίεση που βρήκαμε παραπάνω 86233Pa
έχει μεγαλύτερη τιμή, από αυτήν που θα είχαμε, αν στο χώρο υπήρχε μόνο άζωτο. Συνεπώς υπάρχουν και κάποια άλλα αέρια. Ποια; Πιθανόν κάποια ποσότητα Ο2 να μην αντέδρασε ή πιθανότερο κάποια ποσότητα CΟ2 να μην απορροφήθηκε από το νερό.
Νομίζω ότι στο τελικό μείγμα των αερίων θα πρέπει να υπάρχουν και υδρατμοί Η2Ο και μονοξείδιο του άνθρακα CO , λόγω της υποπίεσης που υπάρχει στο χώρο(για τους υδρατμούς) και λόγω ατελούς καύσης (το μονοξείδιο του άνθρακα). Δηλαδή το τελικό μείγμα θα αποτελείται από : Ο2, CO2, H2O , CO .
Φυσικά ,οι ..Χημικοί αναλαμβάνουν να προσδιορίσουν την % κ.ο. σύστασή του!!
Να'σαι καλά που δίνεις ιδέες στα ρευστά!
Καλημέρα συνάδελφοι.
Γιάννη, Κατερίνα, Μήτσο Θοδωρή και Πρόδρομε σας ευχαριστώ για το σχολιασμό.
Θοδωρή σε ευχαριστώ για την επισήμανση της ανακολουθίας, όπως ευχαριστώ και τον Παύλο Κότσωνα και τον Αποστόλη για αντίστοιχες επισημάνσεις, μέσω μηνυμάτων.
Αυτά είναι τα αποτελέσματα της …βιασύνης
Το πρόγραμμα προέβλεπε βόλτα στο Λονδίνο και μετά παράσταση στο Royal opera . Οπότε την έγραψα στα γρήγορα και έκλεισα…
Όμως αρχικά είχα βάλει ύψος 10cm, που το άλλαξα στα 7 για να έχουμε λανθασμένη την τελική υπόθεση. Αλλά ξέχασα να αλλάξω τα δεδομένα…
ΥΓ
Μια όπερα με 2.300 θεατές, όπου λίγο πριν το τέλος, ήχησαν οι σειρήνες για φωτιά και εκκενώθηκε… σε χρόνο dt!
Κανένας πανικός, καμιά υστερία, ήρεμα μας βγάλανε έξω.
Όπου φωτιά δεν είδα, ούτε καπνό, ούτε καν πυροσβεστική.
Αντίθετα πολύ αστυνομία και απομάκρυνση του κόσμου…. Μάλλον για τρομοκρατική απειλή μου έμοιαζε.
Οπότε… τρεχάτε ποδαράκια μου
Αλλά για να γυρίσουμε στην ουσία.
Το πρόβλημα που συζητάμε δίπλα, παρουσίασε βασικό ερώτημα, αν η άνοδος του νερού οφείλεται σε θερμικά φαινόμενα και διαφυγή αέρα ή όχι.
Η παραπάνω πρόταση λύνει νομίζω το πρόβλημα, αφού εξασφαλίζουμε την μη διαρροή ποσότητας αέρα.
Αν η καύση γίνει σε κλειστό δοχείο (ανεξάρτητα του τρόπου πειραματισμού, εδώ έκανα μια πρόταση, αλλά θα μπορούσαμε να έχουμε ένα σωληνάκι που να κλείναμε και μετά να το ανοίγαμε…), τότε το νερό θα ανέβαινε 2-3 cm. Αν επαναλαμβάναμε το πείραμα με αντεστραμμένο το σωλήνα, οπότε θα μπορούσαμε να έχουμε διαφυγή αερίων και το νερό ανέβαινε το ίδιο περίπου, σημαίνει ότι το πρόβλημα είναι κατά βάση χημικό (μείωση όγκου καυσαερίων).
Αν το νερό ανέβαινε 8cm είναι φανερό ότι η ερμηνεία οδηγεί στην βεντούζα…
Όσο για τις παρατηρήσεις σου Πρόδρομε, προφανώς μπορούμε να έχουμε παραπροϊόντα όπως και υδρατμούς.
Αλλά αυτά αποκλείονται από τα δεδομένα της άσκησης. Αν δίνω ως δεδομένο ότι:
"Το κερί είναι ένας υδρογονάνθρακας, που η καύση του παράγει CΟ2 και υδρατμούς. Θεωρούμε ότι το κεράκι έσβησε όταν κατανάλωσε όλο το Ο2 και πριν ανοίξουμε την τάπα οι υδρατμοί υγροποιούνται ενώ το CΟ2 απορροφάται πλήρως από το νερό."
Δεν μπορούμε στην απάντηση να ερμηνεύουμε τα ευρήματα με τη λογική υδρατμών ή CO.
Καλημέρα Διονύση.
Ευχαριστώ και εγώ για όσο % δικαιούμαι από την αφιέρωση.
Είχα κολλήσει ,να πω την αλήθεια, στο τεχνικό κομμάτι της εισαγωγής του δοχείου με το νερό και το ρεσώ στη λεκάνη που έχει νερό, όμως το σχόλιο της Κατερίνας με την εναλλακτικό τρόπο με καθησύχασε …τα πράγματα θα μπουν με την σωστή σειρά
Φαεινή η ιδέα σου με την πόρτα στο δοχείο ! Έτσι λοιπόν παρατήρηση –πείραμα- μετρήσεις …άσκηση και νάτην πετιέται..
Πριν πατήσω το κουμπί σε είδα από πάνω και διάβασα την είδηση …τουλάχιστον ήταν στο τέλος και δεν χάθηκε το θέαμα.
Να'σαι καλά
Καλημέρα Διονύση.
Όμορφο θέμα, που συνδυάζει θεωρητικές γνώσεις και πειραματικά δεδομένα και ταυτόχρονα συνδέει και δύο επιστημονικά πεδία. Ελπίζω μόνο να μην την ανέβασες στο πλαίσιο της φημολογούμενης ενοποίησης της διδασκαλίας των Φ.Ε. …
Καλά Χριστούγεννα και… μακρυά από τρομοκράτες.
Καλά Χριστούγεννα και σε όλους τους φίλους του δικτύου.
Καλημέρα Παντελή και σε ευχαριστώ.
Στην διορθωμένη "έκδοση" έλαβα υπόψη την παρατήρηση της Κατερίνας και βελτίωσα την εκφώνηση.
Αν και, όπως έγραψα παραπάνω, το τεχνικό μέρος επιδέχεται διορθώσεις και αλλαγές.
Η ουσία είναι να εξασφαλιστεί η μη διαφυγή αερίων…
Καλημέρα Αποστόλη και σε ευχαριστώ.
Δεν συνέδεσα Φυσική και Χημεία, αφού απέφυγα να μελετήσω την αντίδραση της καύσης
Προσπάθησα να επιλύεται και από μαθητή με άγνοια οργανικής Χημείας.
Εγώ προσέχω να μην πέσω πάνω σε τρομοκράτες, αυτοί το ξέρουν;
Καλά Χριστούγεννα και καλές γιορτές Αποστόλη!
Διονύση,
Να περνάς καλά στο Λονδίνο!!
Κι επειδή μας αφιέρωσες την ανάρτηση αυτή, σου αφιερώνουμε κι εμείς ένα αγγλικό τραγούδι (τι άλλο…) με πολλά κεράκια.
Σε ευχαριστώ πολύ για την αφιέρωση (με τα πολλά κεράκια) Κατερίνα!
Καλές γιορτές να περάσουμε όλοι…