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hydrostatisches Paradoxon

Mit Hilfe eines elektronischen Druckmessgeräts (Drucksensor an Leybolds Cassy) lässt sich das hydrostatische Paradoxon auf einfache und überzeugende Weise veranschaulichen. Der Aufbau mit Cassy funkioniert zuverlässig und vergleichsweise bequem.

Inhalt

das Paradoxon

Vor der Füllung des Glasrohrs zeigt das Messgerät 0 hPa an. Der Abflussschlauch enthält Reste gefärbten Wassers und ist am unteren Ende mit einer Schlauchklemme verschlossen.

Im Versuch werden die Glasröhren jeweils soweit gefüllt, dass die Druckanzeigen identisch sind ... und die Wasserhöhe ist es dann auch (ungefähr). Ohne große Schwierigkeiten erhält man Drücke, die sich bei 20 hPa nur um ± 0,1 hPa unterscheiden.

 

Zylinder
abgesetztes Rohr
Trichter
Vor der Füllung des Glasrohrs zeigt das Messgerät 0 hPa an.

Adapter für Bodendruckapparat

Der Bodendruckapparat (hier Phywe Nr. 02638-00) wird zum Anschluss eines Drucksensors von Cassy umgebaut. Der Bodendruckapparat dient nur noch zur Aufnahme der verschiedenen Glasröhren.

Die eigentlich verwendete Membran wird mit Hilfe eines Kunststoffrings (Abb. 2) fixiert. Die Membran entfällt, dafür wird auf den Kunststoffring eine Acrylglasplatte samt Schlauchanschluss aufgeklebt.

Abb. 1: Der Adapter für den Bodendruckapparat. Das gebogene Anschussrohr sorgt für einen definierten Nullpunkt.
Abb. 2: transparenter Kunststoffring des Bodendruckapparats samt Dichtungsring und die verwendete Acrylplatte.
Ein Kunststoffrohr mit einem Föhn leicht erwärmt und dann gebogen.
Der Schlauchverbinder dient als Anschlussstück. Die große Tülle wird glattgeschliffen, sodass sie passgenau in die Bohrung der blauen Acrylplatte passt (hier durch die blaue Markierung angedeutet)
Das U-Rohr steckt im Schlauchverbinder. Als Kleber aller Kunststoff-Verbindungen kommt „Sekundenkleber“ zum Einsatz
Adapter im Einsatz
 
Blick von oben

 

Material

  • Acrylglasplatte, 3mm dick, z.B. Traudl-Riess Nr. 10.028.4
  • Hart-PVC-Rohr, Innendruchmesser ca. 4 mm, z.B. Traudl-Riess Nr. 40.011.1
  • Schlauchverbinder
  • Sekundenkleber

Prinzip

Die blaue Acrylplatte enthält zwei Durchführungen: Die Tülle A dient als Abfluss, an das Rohr M wird der Messschlauch zum Drucksensor angeschlossen. R ist der aufgeklebte Plastikring des originalen Apparats. Die Höhe h muss mindestens etwa 5% der Länge des Messschlauches betragen, damit kein Wasser in den Messschlauch läuft.

 

Geräte

  • ausprobiert mit: Cassy-Drucksensor ± 70 hPa (Leybold Nr. 524040), alternativ: Drucksensor ± 2000 hPa (Leybold Nr. 524064)
  • Cassy-Interface, hier UMI-P
  • Bodendruckapparat als Halterung für die Glasröhren
  • Glasröhren (hier von Phywe, Nr 02638.01/2/3/4, Röhrendurchmesser ca. 31 mm)

alternativer Adapter

Im obigen Aufbau fungiert der Bodendruckapparat nur noch als Halter für die Glasröhren. Bei anderweitiger Halterung der Glasröhren, kann ein alternativer Adapter einfach unten aufgesteckt werden: Die blaue Acrylplatte wird in den oberen Teil einer Sifon-Verlängerung mit einem oberen Innen-Durchmesser von 32 mm eingeklebt.

Die Acrylplatte ist mit Zweikomponentenkleber in den Metallzylinder eingeklebt..

Bilder im Vergleich

ohne Wasser
Zylinder
Winkel- rohr
abge- setztes Rohr
Trichter
hydrostatisches_Paradoxon_02_lores.jpg

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