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Versuche

BOYLE-MARIOTTE (Selbstbau)

Der folgende Versuch wurde aufgebaut, fotografiert und zusammengestellt von Jost Degen.

Der Zusammenhang zwischen dem Druck und dem Volumen einer abgeschlossenen Gasmenge wird durch das nach Robert Boyle und Edme Mariotte genannte Gesetz von Boyle und Mariotte beschrieben.

Versuchsidee

Ein in einer PET-Flasche eingeschlossenes Luftvolumen wird zusammengedrückt, indem man über einen Schlauch Wasser aus dem Wasserhahn in die Flasche drückt. Gleichzeitig misst man den Druck mit einem angeschlossenen Manometer in Abhängigkeit vom Volumen. Die Temperatur bleibt während des ganzen Versuchs unverändert die Zimmertemperatur.

Vor Beginn des Versuchs bringt man außen auf die Flasche eine Volumenskala an, die man in einem Vorversuch durch Auffüllen mit Wasser kalibieren kann. (Siehe auch Versuchsfotos)

Material

PET Flasche 1,5 Liter
Gummizapfen mit 2 Bohrungen (siehe Foto rechts)
2 Glasröhrchen (Aussendurchmeser 7 mm , 5 und 30 cm lang)
Manometer
Verbindungsschläuche zur Wasserleitung und zum Manometer

Beim Aufbau ist folgendes zu beachten:

  • Der Gummizapfen mit den beiden Bohrungen muss gut eingepasst und fixiert werden, damit er nicht wie bei einer Sektflasche plötzlich rausfliegt. Wenn man ihn nur mit der Hand hält, kann man zwar den Druck gut spüren, bei einer Unachtsamkeit wird man aber nass gespritzt.
  • Drücke oberhalb von 2 bar sollte man nicht auf die PET-Flasche geben, auch wenn diese bis zu 3 bar aushält.
  • Während des Einfüllens des Wassers bis zur 1-Litermarke darf der Manometer nicht angeschlossen sein. (Anfangsdruck = Luftdruck:1 bar). Die Wasserleitung muss nach dem Start der Messreihe frei von Luftblasen sein.
  • Am Ende der Messreihe einfach den Wasserschlauch vom Hahn lösen. Auf Grund des Überdrucks in der Flasche spritzt das Wasser aus dem Schlauch, bis der Überdruck abgebaut ist. Die Messreihe kann neu gestartet werden.
Wasser schließt genau einen Liter Luft ein
Wasser drückt die Luft auf einen halben Liter zusammen