Proef 3.2.2 Vloeistof in een U-buis

20 mei

Doel van de proef: de leerlingen kennen de werking en de toepassing van de vloeistofmanometer.

Benodigdheden

  • Dunne doorzichtige slang van ca. 50 cm
  • Water (liefst gekleurd)

Uitvoering van de proef

Buig de slang in een U-vorm (‘U-buis’) en vul de slang gedeeltelijk met (gekleurd) water.

(1) U-buis met open benen: Beide openingen van de U-buis mogen bij deze proef niet afgesloten worden. Laat zien dat het water aan beide kanten van de U (in beide ‘benen’) even hoog staat en blijft staan als je een van de benen omhoog of omlaag doet (zonder dat er water uitloopt).

(2) aan één kant gesloten U-buis: Sluit één van de twee benen (met een duim of een kurk) af, zodat er boven het water een afgesloten hoeveelheid lucht zit. Beweeg dat been een stukje omlaag. Laat zien dat het water in het open been dan hoger staat dan in het gesloten been. Het volume van de lucht in het gesloten been is iets afgenomen, waardoor de druk daar hoger is geworden.  Meet het hoogteverschil op (in cm). Bepaal daarmee de overdruk van de lucht in het afgesloten been (in cm waterdruk). Doe hetzelfde voor het geval dat je het gesloten been een stukje omhoog brengt. Breng het een en ander in verband met de Hoofdwet van de hydrostatica (vloeistofleer).

(3) Druk en dichtheid: vervang het water in de (aan beide kanten open) U-buis door zout water met een dichtheid van ca. 1,2 g/ cm3 . Giet in één been gekleurd water (zonder zout). Doe dat voorzichtig, zodat het niet mengt met het zoute water. Laat zien dat het vloeistof niveau aan de ‘waterkant’ nu hoger staat dan aan de ‘zoute kant’. Leg uit waarom en gebruik daarbij de Hoofdwet van de hydrostatica. Foto: A. Balak, Nieuw Nickerie

(4) capillaire werking: zet een smal glazen buisje (capillair) in de slang, zoals getoond op de foto. De vloeistof in de capillair stijgt iets hoger dan in de bredere buis, door de capillaire werking (adhesie van water aan glas). Foto: A. Balak, Nieuw Nickerie

Leswerk