Pesem l'aire

Guia per al professorat

Introducció

Tots sabem que l'aire pesa i tenim ben incorporat el concepte de pressió atmosfèrica; però si volem pesar l'aire que hi ha dins d'un recipient possiblement no sabrem com fer-ho.
Com que la pilota és un recipient tancat, sembla que hauríem de poder determinar el pes de l'aire que hi ha a l'interior calculant la diferència de pes entre la pilota inflada i la pilota buida. Les pilotes estan inflades a sobrepressió respecte de la pressió atmosfèrica, però la diferència de pes entre quan està inflada i quan està buida no correspon a tot l'aire que hi ha a dins.
En analitzar les forces que actuen sobre la pilota quan l'estem pesant, trobarem la força normal i la força d'empenyiment. En la solució es demostra que aquestes forces s'anul·len quan la densitat de l'aire interior és igual a l'exterior, cosa que justifica per què la balança no detecta l'aire interior quan aquest està en equilibri amb la pressió atmosfèrica.

Orientacions

És una pràctica de laboratori, però que es pot fer perfectament a l'aula, per a Física de primer de batxillerat. També és interessant per a la matèria de Ciències de la Terra i del Medi Ambient. Té una durada d'uns 30 minuts i els alumnes poden fer íntegrament tota la manipulació.
La pilota que hem emprat en aquest cas és de bàsquet, però també es pot fer amb una pilota de plàstic. La de bàsquet, però, és millor perquè pràcticament no augmenta de volum quan hi augmentem la pressió.
Per inflar-la hem fet servir una manxa de bicicleta senzilla. La manxa ha de portar la vàlvula incorporada; si no la porta, cal comprovar que la rosca és del tipus que hi correspon.
Per poder pesar amb més comoditat la pilota quan està inflada hi hem posat un suport d'anella. També s'hi pot posar un paper arrugat. Aquest suport s'ha de mantenir en totes les pesades o bé s'ha d’incloure en la tara de la bàscula.
També hem de tenir molt de compte d’incloure la vàlvula en totes les pesades, encara que l'haguem tret de la pilota.
La cinta mètrica és millor que sigui de les de cosir; s'adapta més bé al perímetre de la pilota. Per fer el càlcul del volum interior de la pilota restarem 4 mm (del gruix de la paret de la pilota) al radi exterior que haguem obtingut.


 Autor d'aquesta pągina: Pere Quintana i Montserrat Vallès.

 

Aquesta obra estą subjecta a una
Llicčncia de Creative Commons
Creative Commons License