3B Scientific Air Cushion Plate - Handbuch (Seite 25)

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Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch
Deutung:
Entfernt man die Wand, die zwei Gase in einem
Behälter voneinander trennt, so durchmischen sich
diese Gase von selbst (Diffusion). Dieser Vorgang
vollzieht sich infolge der thermischen Bewegung
der Moleküle. Je höher die Temperatur ist, um so
größer ist die Diffusionsgeschwindigkeit. Ursache
hierfür ist die größere Geschwindigkeit der Mole-
küle bei höherer Temperatur.
Bei der Diffusion geht das System von einem Zu-
stand höherer Ordnung in einen geringerer Ord-
nung über. Die Entropie nimmt zu.
2.1.15 Diffusion von Gasen durch eine poröse
Trennwand
Geräte:
Luftkissentisch mit Gebläse
Tageslichtprojektor
magnetische Barriere, lang
2 Stück
magnetische Barriere, kurz 2 Stück
magnetische Barriere mit Öffnung l Stück
Schwebekörper, grün 4 Stück
Schwebekörper, rot 6 Stück
Modellierung
Realobjekt Modell
Gefäß, in dem sich Experimentierfläche
die Gase befinden des Luftkissentisches
Wände des Gefäßes magnetische Barrieren
poröse Trennwand magnetische Barriere
mit Öffnung
Moleküle des rote Schwebekörper
einen Gases
Moleküle des
grüne Schwebekörper
anderen Gases
Durchführung:
Man richtet den Luftkissentisch horizontal aus
und versieht ihn mit den magnetischen Barrie-
ren. Die magnetische Barriere mit Öffnung teilt
die Experimentierfläche in zwei Hälften. Ihre En-
den rasten dabei in die Vertiefungen der Barrie-
ren Nr. 3 und Nr. 4 ein. Auf die eine Hälfte, die
durch die magnetische Barriere Nr. 1 mit der Aus-
sparung für den seitlichen Lufteintritt begrenzt
ist, legt man die roten Schwebekörper.
Man bringt die Schwebekörper bei einem möglichst
schwachen Luftstrom zum Schweben und beobach-
tet die Bewegung der Schwebekörper durch die Öff-
nung der mittleren Barriere. Das Experiment wird
mit einem stärkeren Luftstrom wiederholt, wobei
die mittlere Geschwindigkeit der Schwebekörper
durch mehrmaliges kurzzeitiges Öffnen des Impuls-
ventils gegenüber dem ersten Experiment erhöht
wird. Für das folgende Experiment bringt man auf
die eine Hälfte der Experimentierfläche 4 grüne,
auf die andere 4 rote Schwebekörper. Nach dem
Einschalten des Gebläses wird die Bewegung der
Schwebekörper durch die Öffnung beobachtet. Die
mittlere Geschwindigkeit der Schwebekörper ver-
größert man durch wiederholtes kurzzeitiges Öff-
nen des Impulsventils.
Ergebnis:
In allen Experimenten bewegen sich in unregel-
mäßiger zeitlicher Folge Schwebekörper durch
die Öffnung. Das führt bei den ersten beiden Ex-
perimenten dazu, daß sich nach einiger Zeit etwa
gleich viele Schwebekörper in beiden Hälften be-
finden. Beim letzten Experiment durchdringen
die Schwebekörper die Öffnung in beiden Rich-
tungen. Beide Arten von Schwebekörper durch-
mischen sich. Diese Vorgänge vollziehen sich um