Η μέτρηση της παγκόσμιας σταθεράς γίνεται μέσω της καταστατικής εξίσωσης των ιδανικών αερίων

PV=ηRT.

Θα πρέπει λοιπόν να μπορέσουμε να μετρήσουμε την πίεση τον όγκο την μάζα και την θερμοκρασία μιας ποσότητας αερίου. Είναι όμως αρκετά δύσκολο να μετρήσουμε τη μάζα του αερίου αφού αυτό που θα μετράμε κάθε φορά θα είναι το σύνολο της μάζας του αερίου του δοχείου αφαιρώντας την άνωση. Ένας τρόπος θα ήταν να μετρήσουμε τη μάζα του δοχείου με το αέριο και στη συνέχεια να αφαιρέσουμε το αέριο και να ξαναμετρήσουμε τη μάζα του δοχείου. Πειραματικά όμως είναι πολύ δύσκολο αφού δεν διαθέτουμε αντλία κενού. Εμείς βρήκαμε έναν απλό τρόπο που δεν χρειάζεται να αφαιρέσουμε αέριο αλλά να προσθέσουμε.

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ:

1.    Ένα μπουκάλι κόκα κόλας 1,5λίτρων.

2.    Μια βαλβίδα από μια χαλασμένη σαμπρέλα ποδηλάτου

3.    Σιλικόνη

4.    Μια ζυγαριά με ακρίβεια 0.1 gr

5.    Θερμόμετρο τοίχου

ΤΡΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

Κόβουμε τη βαλβίδα από τη σαμπρέλα και την περνάμε από το καπάκι της κόκα - κόλας αφού σε αυτό ανοίξουμε μια τρύπα με ένα τρυπάνι. Κολλάμε στη συνέχεια τη βαλβίδα με σιλικόνη στο καπάκι και αφού βάλουμε και σιλικόνη στις στροφές του πώματος βιδώνουμε το πώμα στο μπουκάλι. Όλα αυτά ώστε να σφραγίσουμε πλήρως το μπουκάλι ώστε να μπαίνει και να βγαίνει αέρας μόνο από την βαλβίδα. Στη συνέχεια πάμε σε ένα βενζινάδικο και βάζουμε αέρα ως ότου δείξει 1bar. Τότε η πίεση στο μπουκάλι θα είναι 2at αφού το όργανο στα βενζινάδικα είναι μηδενισμένο στην μία ατμόσφαιρα. Στη συνέχεια ζυγίζουμε το μπουκάλι. Μετά αφαιρούμε μέσω της βαλβίδας τον περισσευούμενο αέρα και ξαναζυγίζουμε.

ΑΝΑΛΥΣΗ:

Υπό πίεση 2 ατμ ζυγίζοντας το μπουκάλι έχουμε:

Ε₁=Β₁-Α=m₁g-A

Ε₂=Β₂-Α=m₂g-A

Όπου Ε₁ και Ε₂ οι ενδείξεις του ζυγού στις δύο περιπτώσεις. Αφαιρώντας κατά μέλη έχουμε:

Ε₁-Ε₂=(m₁-m₂)g

Εφαρμόζοντας την καταστατική εξίσωση έχουμε

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ:

Πήραμε τις παρακάτω μετρήσεις

P₁=1At

P₂=2At

V=1,5l

MB=29

m₂=71,94gr

m₁=70,34gr

Θ=300C

Αντικαθιστώντας στον παραπάνω τύπο έχουμε: R=0,089

Μια τιμή πολύ κοντά στην τιμή R=0,082 που αναφέρει η βιβλιογραφία. Τα σφάλματα οφείλονται στο γενονός ότι το αέριο δεν είναι ιδανικό και στην ακριβή μέτρηση της πίεσης.