ESPERIMENTO SULLA LEGGE DI BOYLE - Verificare l'esattezza della legge di Boyle

Righello

Un imbuto di piccole dimensioni

Un tappino a tenuta in gomma

Una dose di mercurio

   

SVOLGIMENTO

Sul ramo di destra poggiamo l'imbuto, che servirà per riempire il tubo di mercurio. Da questa parte, grazie alla scala piezometrica (h), misureremo le pressioni.

Sul ramo di sinistra invece posizioniamo il tappino, ostruendo il passaggio. Qui misureremo l'altezza volumetrica dell'aria (gas perfetto), rimasta intrappolata tra il pelo libero del mercurio ed il tappo.

La temperatura deve rimanere sempre costante durante l'esperimento, è cioè deve essere di 21°C (temperatura ambiente). Anche il rapporto tra pressione e volume devono essere costanti -> PV: cost.

L'esperimento ha inizio quando versiamo del mercurio nella parte destra del tubicino, questo passerà sino all'altra parte finchè l'aria glielo permetterà. Così misuriamo prima l'altezza volumetrica del gas compresso (H) e dopo andremo a sottrarre la colonnina di mercurio di sinistra, da quella di destra, ed otterremo 'h'.

Ripetiamo questo procedimento per altre nove volte aggiungendo ogni volta circa 3,4 cm di mercurio.

Bisogna però fare attenzione in quando il mercurio forma il "menisco", ovvero non aderisce perfettamente alle pareti del tubicino, ma forma una specie di dosso centralmente, quindi dovremo prendere in considerazione il valore medio del menisco.

Otterremo così questi risultati:

I cui valori delle prime due colonne li abbiamo ricavati sperimentalmente, mentre la terza attraverso un'operazione.

PV = cost.

(P_atm + d_Hg × gh) × S × H = cost. (s = sezione vetro interna)

760 × d_Hg × g  + h × d_Hg × g) × H = cost/s

cost / s = cost¹

g × d_Hg (760 + h) × H = cost¹

(760 + h) × H = cost¹ / g × d_Hg

cost1 / g × d_Hg = cost^II

Dalla tabella di prima, ci calcoliamo il vaolre medio dei risultati della terza colonna, che risulterà: 227195.

A questo punto sottraiamo al valore medio, tutti i valori della terza colonna, per vedere di quanto differiscono.

Di questi ultimi risultati, troveremo il quadrato:

La cui media sarà: 149183.

E di cui troviamo la radice quadrata: 407.

Quindi avremo:

σ = √ (Σ ε²) / (N - 1)

N - 1 =

ovvero:

CONCLUSIONI

Questo risultato sta a dimostrare che le fluttuazioni sono così minuscole che possono essere addirittura trascurate, in quanto non raggiungono neanche lo 0,2 % di imprecisione. Pertanto i risultati sono costanti, e la legge di Boyle risulta verificata.

CLAUDIA ZANZICO

4° TN/B