Forside Søgning Brugsanvisning
Ind til listen:

Mariottes undersøgelse af Boyle-Mariottes lov

Til højre viser vi en tegning af det instrument, som Mariotte brugte ved sin undersøgelse. Det består af et glasrør, der er 76 centimeter langt. Det er lukket i den ene ende, og tværsnitsarealet er 1 cm2. Vi måler tryk i cmHg, dvs i centimeter kviksølv. Atmosfærens tryk er 76 cmHg. Længst til venstre på tegningen vender glasrøret dem åbne ende opad og der er hældt så meget kviksølv i røret, at der er luft i de øverste h cm. Rumfanget af denne luft er altså h cm3, og trykket er som nævnt 76 cmHg.

Nu beskrives det, hvordan man kommer til den situation, der er vist til højre på billedet. Først holder man en finger for oven på røret til venstre. Så vender man op og ned på røret, mens man hele tiden sørger for, at fingeren skaber lufttæt forbindelse ind til røret. Og endelig fører man røret med fingeren ned i en skål med kviksølv. Rørets nederste ende skal komme en anelse ned i kviksølvet. Når man så fjerner fingeren løber der lidt kviksølv op eller ned, indtil der er ligevægt.

Det er den samme mængde luft, der nu er inde i røret, som der var i de øverste h cm af røret til venstre. Men rumfanget af luften er ændret, fordi trykket er ændret. Lad x betegne højden af den nye luftsøjle. Så er rumfanget af luften nu x cm3. Luftens tryk er som vist på figuren x cmHg. Argumentet bygger på, at når når to punkter A og B befinder sig nede i kviksølv sådan at B ligger 1 cm lodret over A, så er trykket i B 1 cmHg mindre end trykket i A. Det forholder sig altså så sært, at trykket og rumfanget begge er x, henholdsvis cmHg og cm3.

Vores kilde til ovenstående beskrivelse giver intet konkret eksempel, hvor man har valgt en bestemt værdi af h . Vi afslutter denne beskrivelse af Mariottes arbejde med tre eksempler, hvor vi har valgt værdier af h og fundet de resulterende værdier af x. I hvert eksempel har vi udregnet produktet af rumfang V og tryk P både i røret til venstre og i røret til højre.

Eks.1. h=20 cm, x = 39 cm. Produktet PV til venstre = 20·76 = 1520. Produktet PV til højre = x2 = 1521.
Eks.2. h=40 cm, x=55,10 cm. Produktet PV til venstre = 40·76 = 3040. Produktet PV til højre = x2 = 3036.
Eks.3. h=60 cm, x=67,5 cm. Produktet PV til venstre = 60·76 = 4560. Produktet PV til højre = x2 = 4556.

Baseret på en lignende række eksperimenter kunne Mariotte konstatere, at hvis man ændrer tryk og rumfang for en afgrænset luftmasse, så er produktet af tryk og rumfang konstant. Det er en svaghed ved Mariottes eksperiment, at han kun arbejder med tryk, der er mindre end atmosfærens tryk. Medens Boyle ikke nævner noget om temperaturen, så gør Mariotte opmærksom på, at loven kræver, at temperaturen er konstant.

Hvis der skulle være en læser af denne side, der har mulighed for at afprøve forsøget i praksis, vil vi med glæde bringe resultatet her.

Hvis du støder på et ord,
hvis betydning du ikke kender,
så søg på ordet.