Überdruck einer Seifenblase
Untersuchen Sie die Abhängigkeit des Überdrucks Dp in einer Seifenblase von deren Radius r0 und bestimmen Sie dadurch die Oberflächenspannung s der Seifenlösung.
Geräte:
- Seifenlösung oder besser PUSTEFIX vom Spielwarenhändler;
- ein langer dünner Trinkhalm (z.B. 20 cm Länge und 3 mm Durchmesser); sowie Geräte zur Bestimmung seiner Länge und seines Innendurchmessers;
- ein Lineal und eine Lampe (oder eine andere Einrichtung) zur Messung von r0;
- eine Stoppuhr
Hinweis:
Den Druckunterschied Dp bestimmt man mit Hilfe des Gesetzes von Hagen-Poiseuille. Danach ist die Gasstromstärke
in einem dünnen Rohr mit kreisförmigen Querschnitt dem Druckunterschied an dessen Enden proportional.
l: Rohrlänge, R: Rohrradius, h: Zähigkeit des durchströmenden Gases.
Für Luft bei 200 C ist h = 1,7· 10-5 Ns/m2.
Man lässt die Luft in der Seifenblase durch den Strohhalm abfließen und stoppt die dazu nötige Zeit.
Erwartet wird:
- Theoretische Herleitung einer Beziehung zur Berechnung von Dp aus den gegebenen und gemessenen Größen.
- Genaue Beschreibung der Versuchsdurchführung, insbesondere der Verfahren zur Bestimmung von R und r0.
- Wertetabelle
- Zweckmäßige graphische Darstellung, aus der der Wert von s entnommen werden kann.
- Abschätzung des Fehlers von s.
(Quelle: Physik-Olympiade 1987 2. Runde)