Ένα Δημιουργικό Πείραμα για τον Προσδιορισμό του Υψομέτρου του Ολύμπου

Σχετικά έγγραφα
Βασιλικού Καλλινίκη Γκατζώνης Κων/νος Κουτσικάκης Κων/νος Μυλωνάς Αλέξανδρος

Η Παράξενη Συμπεριφορά κάποιων Μη Νευτώνειων Ρευστών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΕΤΡΗΣΗ ΕΜΒΑΔΟΥ

Περιεχόµενα 1. Εισαγωγή Νόµος του Boyle Πειραµατική ιάταξη ιαδικασία Πειράµατος Μετρήσεις Συµπεράσµατα...8 2

Νόμος του Boyle. Χριστίνα Μαλανδράκη. Ημερομηνία:17/12/2012 Τμήμα : Β3,Β2α. Ο νόμος του Βoyle γενικά.

ΦΥΛΛΟ ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗΣ ΜΕ ΤΟ ΕΙΚΟΝΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΜΑΝΩΛΗ ΡΙΤΣΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Τράπεζα θεμάτων. Β Θέμα ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΕΡΙΩΝ

ΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ( ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗΣ ΕΞΙΣΩΣΗΣ )

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Κινητική Θεωρία Αερίων. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός

2. Ασκήσεις Θερμοδυναμικής. Ομάδα Γ.

Α και Β ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΑΤΤΙΚΗΣ

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ

Ο όγκος ενός σώματος εκφράζει το μέρος του χώρου που καταλαμβάνει αυτό το σώμα.

ΤΟ MOL ΣΤΑ ΑΕΡΙΑ Η καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων

Φυσική Β Γυμνασίου - Κεφάλαιο 4: Πίεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΙΕΣΗ. Φυσική Β Γυμνασίου

Βασικές έννοιες: Όγκος σώματος - Ογκομετρικός κύλινδρος

Τίτλος Μαθήματος: Βασικές Έννοιες Φυσικής. Ενότητα: Αέρια. Διδάσκων: Καθηγητής Κ. Κώτσης. Τμήμα: Παιδαγωγικό, Δημοτικής Εκπαίδευσης

Φυσική Ομάδαs Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών

Φύλλο Εργασίας 4 ο Μετρήσεις Θερμοκρασίας Η Βαθμονόμηση

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Επιβεβαίωση του μηχανισμού ανάπτυξης της θαλάσσιας αύρας.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΕΜΒΑΔΟΥ. Σχεδιασμός - Περιγραφή

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ B' ΛΥΚΕΙΟΥ 15/11/2009

2 ο ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2011/12 ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΤΟΥ BOYLE

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΝΟΜΟ ΤΟΥ BOYLE

Π Ω Σ Η Π Υ Κ Ν Ο Τ Η Τ Α Τ Ω Ν Υ Λ Ι Κ Ω Ν

19/05/2018 Όνομα και Επώνυμο:.. Όνομα Πατέρα: Όνομα Μητέρας: Δημοτικό Σχολείο: Τάξη/Τμήμα:.

ΜΑΝΩΛΗ ΡΙΤΣΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Τράπεζα θεμάτων. Δ Θέμα ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

21ο Μάθημα ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ

ιαγωνισµός ΦΥΣΙΚΗΣ για µαθητές Ε' ηµοτικού 2010.

κάθετη δύναμη εμβαδόν επιφάνειας Σύμβολο μεγέθους Ορισμός μεγέθους Μονάδα στο S.I.

: Μιγαδικοί Συναρτήσεις έως και αντίστροφη συνάρτηση. 1. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα παριστάνει γραφικά το νόμο του Gay-Lussac;

Οι μαθητές εργάζονται σε τετράδες ή πεντάδες. Αν δεν είναι δυνατόν λόγω έλλειψης χρόνου, μπορούν οι δραστηριότητες να γίνουν με τη μορφή επίδειξης.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΩΝ ΝΟΜΩΝ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΣΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ

ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ «ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ» 2016 Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Φυσικής α φάση Ε Ε

Φύλλο Εργασίας 7 Η Διαστολή και Συστολή του Νερού Μια φυσική «Ανωμαλία»

διαιρούμε με το εμβαδό Α 2 του εμβόλου (1)

τα βιβλία των επιτυχιών

Οδυσσέας - Τρύφων Κουκουβέτσιος Γενικό Λύκειο «Ο Απόστολος Παύλος» Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Ελένη Βουκλουτζή Φυσικός - Περιβαλλοντολόγος MSc,

ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστηµών Αγίων Αναργύρων Υπεύθυνος: Ευάγγελος Κουντούρης, Φυσικός. Εργαστηριακές Ασκήσεις Φυσικής

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

Τo αέριo που πίνουµε Το διοξείδιο του άνθρακα στα ανθρακούχα αναψυκτικά

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ γ = C p / C v ΤΟΥ ΑΕΡΑ

Ιδιότητες των ρευστών Δυνάμεις στα ρευστά Αρχή Αρχιμήδη Πείραμα Torricelli Νόμος Πασκάλ Υδροστατική Αρχή

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 1 η : Πτώση πίεσης σε αγωγό κυκλικής διατομής

Αέρια. Ασκήσεις ιαγράµµατα στις µεταβολές αερίων Μεταβολές αερίων. 1.3.Νόµοι αερίων. 1

2. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ

Τοπικός διαγωνισμός EUSO2017

Φυσική Α Γυμνασίου Υποστηρικτικό υλικό Μέτρηση μάζας, όγκου, πυκνότητας

Φυσική Ομάδαs Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών

ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Γ Γυμνασίου. «Μείωση των θερμικών απωλειών από κλειστό χώρο με τη χρήση διπλών τζαμιών»

. ΠΡΩΤΟΣ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Γυμνασίου "ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ" Β Τάξη ΦΥΛΛΟ ΑΠΑΝΤΗΣΕΩΝ

Εργασία στο μάθημα της Τεχνολογίας του μαθητή Κώστα Κωστάλα ΤΙΤΛΟΣ: ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΤΙΚΗΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ρευστά: ρέουν Υγρά Αέρια

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Ρευστά. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

25ο Μάθημα ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Π Ι Ε Σ Η. Ρευστά χαρακτηρίζονται τα σώματα που δεν έχουν δικό τους σχήμα (υγρά - αέρια) P 1 < P 2 P 3 < P 2 YΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ

Φύλλο Εργασίας 7 Η Διαστολή και Συστολή του Νερού Μια φυσική «Ανωμαλία»

ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Β Γυμνασίου Σελ. 1 από 11

Νομός του Boyle (ισόθερμη μεταβολή)

Λίγη Φυσική. για τη σοκολάτα Ζωή Ευθυμιάδου 1, Βικτωρία Κελαναστάση 2, Αγγελική Κοσμά 3 1 ο Πρότυπο Πειραματικό Λύκειο Θες/νίκης «Μανόλης Ανδρόνικος»

Συναρτήσει πάλι των x και ψ μπορούμε να υπολογίσουμε τον όγκο του μίγματος σε STP.

ΔΕΛΤΙΟ ΤΥΠΟΥ. Το θέλαμε πολύ και τελικά το καταφέραμε. «Διακτινιστήκαμε» στο CERN!Μαζί μας έξι ακόμα γυμνάσια και λύκεια απ όλη την Ελλάδα.

ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ. Ενότητα : ΝΟΜΟΙ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ: ΙΣΟΧΩΡΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΝΟΜΟΣ CHARLES ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ. Θεωρητική υποστήριξη

Φύλλο Εργασίας 4 Μετρήσεις Θερμοκρασίας Η Βαθμονόμηση α. Παρατηρώ, Πληροφορούμαι, Ενδιαφέρομαι β. Συζητώ, Αναρωτιέμαι, Υποθέτω

Θεωρία και Μεθοδολογία

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ/ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Φυσική Προσανατολισμού Β Λυκείου Κυριακή 6 Μαρτίου 2016 Θέμα Α

Experiment Greek (Cyprus) Q2-1

Παρουσίαση Εννοιών στη Φυσική της Β Λυκείου. Κεφάλαιο Πρώτο Ενότητα: Νόμοι των αερίων

Άνοιξε τη μικροεφαρμογή (applet) PhET "Πίεση και ροή υγρού". Κάνε κλικ στην οθόνη "Πίεση" και βρες:

Φ Ρ Ο Ν Τ Ι Σ Τ Η Ρ Ι Α ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΕΠΑ.Λ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α. και d B οι πυκνότητα του αερίου στις καταστάσεις Α και Β αντίστοιχα, τότε

ΣΧΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Μετρήσεις μάζας Τα διαγράμματα

EΡΓΟ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Ένωση Ελλήνων Φυσικών ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2013 Πανεπιστήμιο Αθηνών Εργαστήριο Φυσικών Επιστημών, Τεχνολογίας, Περιβάλλοντος

ΕΚΦΕ Μαγνησίας, Θεοδώρα Γουρλά, Σεπτέμβρης /5 ΣΥΣΚΕΥΗ ΝΟΜΟΥ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

Θέματα διαγωνισμού «Ένωσης Ελλήνων Φυσικών» 2017

ΜΕΤΡΗΣΗ ΕΜΒΑΔΟΥ. Σχεδιασμός - Περιγραφή

Πειραματική Μελετη της Ατμοσφαίρας στο Μικρόκοσμο Torricelli του Λογισμικού ΓΑΙΑ ΙΙ

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ «ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ» ΜΕ ΤΟ ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟ «TORRICELLI» ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΓΑΙΑ ΙΙ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β' ΛΥΚΕΙΟΥ

ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

μεταβάλλουμε την απόσταση h της μιας τρύπας από την επιφάνεια του υγρού (π.χ. προσθέτουμε ή αφαιρούμε υγρό) έτσι ώστε h 2 =2 Α 2

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/02/17 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΘΕΜΑ 4

ΣΥΣΚΕΥΗ ΝΟΜΟΥ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

Εργαστηριακή άσκηση 1: ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ ΤΩΝ ΝΟΜΩΝ ΤΩΝ Ι ΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

Διαγράμματα. Νίκος Σκουλίδης, Σημειώσεις Φυσικής Α` Γυμνασίου, , Διαγράμματα_1_0.docx

ΕΡΓΑΣΙΑ Ι ΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ ΣΤΟ «ΕΡΕΥΝΩ ΚΑΙ ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΩ» ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΣΕΠ. ΚΣΕ ΑΡΝΑΙΑΣ: Επιµόρφωση δασκάλων Β επιπέδου

20. Οι δύο πρώτοι νόμοι της χημείας 21. Η έννοια του ατόμου 22. Η έννοια του μολ 23. Η έννοια της χημικής εξίσωσης

24ο Μάθημα ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΠΙΕΣΗ

ΕΝΩΣΗ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ 7 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής Β Γυμνασίου. ΘΕΜΑΤΑ 7 ου ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΥ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ.

Transcript:

Ένα Δημιουργικό Πείραμα για τον Προσδιορισμό του Υψομέτρου του Ολύμπου (Φυσική, Προφορική παρουσίαση) Αλέξανδρος Μυλωνάς 1, Κωνσταντίνος Κουτσικάκης 2 Καλλινίκη Βασιλικού 3, Κωνσταντίνος Γκατζώνης 4 1ο Πειραματικό Λύκειο Θεσσαλονίκης «Μανόλης Ανδρόνικος» 1 alex.myl2000@gmail.com, 2 koutsikakis@gmail.com, 3 klio.vasilikou@gmail.com, 4 rekonga@gmail.com Επιβλέπων Καθηγητής/Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Κλαίρη Αχιλλέως 1, Σταύρος Παπαδόπουλος 2 Δρ. Φυσικοί ΠΕ04.01, 1 ο Πειραματικό Λύκειο Θεσσαλονίκης «Μανόλης Ανδρόνικος» 1 cachilleosa@gmail.com, 2 stpapado@sch.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα δημιουργικά πειράματα επινοούνται από τους μαθητές για να δώσουν απάντηση σε κάποιο ερευνητικό ερώτημα που τους τίθεται μέσω κάποιου σεναρίου. Το σενάριο που παρουσιάζουμε αφορά έναν ορειβάτη που επιστρέφει από τον Όλυμπο με ένα τσαλακωμένο άδειο μπουκάλι νερού στο σακίδιο του. Το γεγονός αυτό δίνει την αφορμή να τεθεί το βασικό ερευνητικό ερώτημα: Μπορούμε χρησιμοποιώντας το τσαλακωμένο μπουκάλι να υπολογίσουμε την ατμοσφαιρική πίεση στο υψόμετρο που βρισκόταν ο ορειβάτης όταν άδειασε το μπουκάλι του; Απαντούμε στο ερώτημά μας, προσδιορίζοντας καταρχήν τον όγκο του τσαλακωμένου μπουκαλιού. Κάνοντας την παραδοχή ότι στη θερμοκρασία και πίεση του περιβάλλοντος, ο αέρας συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο εκτιμούμε την πίεση του αέρα στο μπουκάλι όταν αυτό άδειασε. Το διάγραμμα μεταβολής της ατμοσφαιρικής πίεσης με το υψόμετρο, μας βοηθά να εκτιμήσουμε πού βρισκόταν ο ορειβάτης τότε. Αν η παραδοχή μας για την ιδανική συμπεριφορά του αέρα δεν αποκλίνει πολύ από την πραγματικότητα, αναμένουμε μια καλή εκτίμηση του υψομέτρου του Ολύμπου. ΛΕΞΕΙΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ: Πίεση, ατμοσφαιρική πίεση, Νόμος Boyle, ιδανικά αέρια, πραγματικά αέρια.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Πίεση και όγκος αερίου Η κατάσταση στην οποία βρίσκεται μια δεδομένη ποσότητα αερίου μπορεί να προσδιοριστεί πλήρως με τη βοήθεια τριών χαρακτηριστικών μεγεθών: της πίεσης, του όγκου και της θερμοκρασίας του. Για σταθερή θερμοκρασία και για το ιδανικό αέριο ισχύει ο νόμος των Boyle-Mariotte, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 1: Μεταβολή υπό σταθερή θερμοκρασία (ισόθερμη μεταβολή) Το ιδανικό αέριο αποτελεί ένα μοντέλο αερίου που μας βοηθά να προσεγγίσουμε τη συμπεριφορά των αερίων. Μονάχα τα μονοατομικά αέρια (και μάλιστα όταν βρίσκονται σε μικρές πιέσεις) μπορούμε να θεωρήσουμε ότι «υπακούουν» ικανοποιητικά στο συγκεκριμένο νόμο. Συχνά, όμως, θεωρούμε ότι και άλλα αέρια είναι κατά προσέγγιση ιδανικά για να απλοποιήσουμε τους υπολογισμούς μας. Αν θέλουμε να κάνουμε ακριβέστερους υπολογισμούς για ένα πραγματικό αέριο, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε κάποια άλλη λιγότερο απλή εξίσωση. Μεταβολή της πίεσης με το ύψος Η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται (εκθετικά) όσο υψηλότερα ανεβαίνουμε στην ατμόσφαιρα. Στη στάθμη της θάλασσας η ατμοσφαιρική πίεση ισούται με 1 atm = 100kPa (1Pa= 1N/m 2 ). Στην υψηλότερη βουνοκορφή της Γης, το Έβερεστ, η πίεση είναι μόλις 0,3 atm, δηλαδή 30kPa. Στο παρακάτω γράφημα δίνεται η μεταβολή της πίεσης με το ύψος.

Ο Όλυμπος και τα καταφύγιά του Ο Όλυμπος είναι το ψηλότερο βουνό της Ελλάδας και το δεύτερο σε ύψος βουνό των Βαλκανίων. Είναι παγκόσμια γνωστός τόσο για τα οικολογικά χαρακτηριστικά και την ανεπανάληπτη φυσική ομορφιά του, όσο και για τη σχέση του με την αρχαία ελληνική μυθολογία. Ο Μύτικας, η υψηλότερη κορυφή του, απέχει σε ευθεία απόσταση 263 χιλιόμετρα από την Αθήνα και 78 χιλιόμετρα από τη Θεσσαλονίκη, ενώ από τις ακτές της Πιερίας απέχει 18 και από την Κατερίνη 24 χιλιόμετρα. Το 1981 η UNESCO ανακήρυξε τον Όλυμπο «Απόθεμα της Βιόσφαιρας». Η Ευρωπαϊκή Κοινότητα έχει συμπεριλάβει τον Όλυμπο στις «Σημαντικές για την Ορνιθοπανίδα Περιοχές της Ευρωπαϊκής Κοινότητας» Στον Όλυμπο υπάρχουν σήμερα σε λειτουργία εννέα καταφύγια που εξυπηρετούν τις ανάγκες των επισκεπτών, περιπατητών, πεζοπόρων, αναρριχητών και ορειβατών σε ετήσια βάση. Τα καταφύγια αυτά φαίνονται στον πίνακα που ακολουθεί Επίσης, σε καίρια σημεία των κυρίων διαδρομών προς την κορυφή του, υπάρχουν άλλα έξι καταφύγια ανάγκης. Καταφύγια του Ολύμπου Υψόμετρο (m) Απόσταση από κορυφή (m) Χωρητικότητα (άτομα) 1 "Βρυσοπούλες" 1800 1118 25 2 "Χρήστος Κάκαλος" 2650 268 22 3 "Γιώσος Αποστολίδης" 2700 218 101 4 Πετρόστρουγκας 1950 968 80 5 "Σπήλιος Αγαπητός" 2060 858 110 6 "Δημήτριος Μπουντόλας" 960 1958 30 7 "Κρεβάτια" Βροντούς 950 1968 20 8 "Κορομηλιές" Λεπτοκαρυάς 950 1968 16 9 Κορομηλιάς Δίου 1000 1918 17 ΤΟ ΣΕΝΑΡΙΟ Πίνακας 1: Τα καταφύγια του Ολύμπου Ο κ. Κίμωνας είναι ένας διεθνούς φήμης Φυσικός-Ερευνητής που εργάζεται σε ένα Ερευνητικό Ινστιτούτο στη χώρα της Ευδαιμονίας. Έχει τρία παιδιά τον Φαίδωνα, τον Ήρωνα και την Καλυψώ. Το αγαπημένο του χόμπι είναι να βάζει στα παιδιά του ερευνητικές δοκιμασίες και να τους επιβραβεύει όταν τις διεκπεραιώνουν με επιτυχία. Πιστεύει ότι αυτός είναι ένας ελκυστικός τρόπος για τα παιδιά ώστε να αναπτύξουν τη συνθετική και κριτική τους ικανότητα. Τους τελευταίους μήνες δουλεύει εντατικά για την συμμετοχή του σε Συνέδριο στην Ιταλία. Αποφάσισε λοιπόν να ξεκουραστεί για δύο μέρες πηγαίνοντας ορειβασία στον Όλυμπο μαζί με συναδέλφους του για να αναπνεύσει καθαρό αέρα και να «ξεφύγει» το μυαλό από τις καθημερινές σκοτούρες. Η ανάβαση στην κορυφή του Ολύμπου έγινε με πολύ κέφι, στην επιστροφή όμως ο κ. Κίμωνας αισθάνθηκε μια επίμονη ενόχληση ψηλά στο στομάχι. Έτσι η παρέα προτίμησε να καταφύγει στο κοντινότερο καταφύγιο (που έτυχε να είναι οργανωμένο και πάρα πολύ ευρύχωρο) και να καλέσουν ελικόπτερο του ΕΚΑΒ. Όσο περίμενε, ο κ. Κίμων πήρε ένα χάπι. Ήπιε όλο το νερό από το τελευταίο γεμάτο μπουκαλάκι που είχε μαζί του. Για να μην αφήσει σκουπίδια στο καταφύγιο έβαλε το άδειο μπουκαλάκι στο σακίδιό του, που περιείχε μόνο το μπουφάν του και κάποια χάπια

πρώτης ανάγκης. Το ελικόπτερο έφτασε γρήγορα και μετέφερε τον κ. Κίμωνα στο νοσοκομείο όπου μετά από εξετάσεις διαπιστώθηκε ευτυχώς μόνο μια απλή ίωση. Επιστρέφοντας στο σπίτι άδειασε το σακίδιό του και είδε ότι το μπουκαλάκι ήταν τσαλακωμένο (όπως άλλωστε το περίμενε). Εκείνη την στιγμή του ήρθε η ιδέα να βάλει μια νέα δοκιμασία στα παιδιά του, με αντάλλαγμα όταν θα πήγαινε στο Συνέδριο, να πραγματοποιούσαν μαζί και μια επίσκεψη στο εργοστάσιο της Ferrari στο Μαρανέλλο κοντά στη Μόντενα. Βοηθήστε τα παιδιά να δώσουν τις σωστές απαντήσεις! Τα υλικά που βρίσκονται στη διάθεση σας είναι τα παρακάτω: 1. Το τσαλακωμένο μπουκαλάκι του κ. Κίμωνα. 2. Ένα άδειο μπουκαλάκι ίδιας μάρκας κλειστό. 3. Ένα κυλινδρικό πλαστικό δοχείο (κομμένο μπουκάλι νερού 1,5 L). 4. Ένα διάφανο πλαστικό ποτηράκι βαθμονομημένο στα 50ml. 5. Νερό. Προσοχή: Δεν πρέπει να ανοίξετε κανένα από τα μικρά μπουκαλάκια που σας δίνονται κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας. Τα ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν: 1. Κρατώντας πάντα καλά κλειστό το άδειο ατσαλάκωτο μπουκαλάκι δοκιμάστε να το τσαλακώσετε. Είναι εύκολο να παραμορφωθεί το σχήμα του σε τέτοιο βαθμό ώστε να προσομοιάζει με το άδειο τσαλακωμένο μπουκαλάκι του κ. Κίμωνα; Είναι πιθανόν η παραμόρφωση του μπουκαλιού να οφείλεται στο ότι καταπλακώθηκε από άλλα αντικείμενα μέσα στο σακίδιο του; 2. Μπορείτε να δώσετε μια πιθανή εξήγηση για την παραμόρφωση του μπουκαλιού του κ. Κίμωνα; 3. Αξιοποιώντας τις πληροφορίες που σας δίνονται και τα διαθέσιμα υλικά : α) Βρείτε ένα τρόπο να υπολογίσετε την πίεση στο καταφύγιο που ο κ. Κίμων πήρε το χάπι του. β) Προσδιορίσετε ποιο καταφύγιο ήταν εκεί. γ) Σε ποιο ύψος βρίσκεται η κορυφή του Ολύμπου. 4. Τι αλλαγή θα περιμένατε στο μπουκάλι αν ο κ. Κίμων είχε πιει το μισό νερό; ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ-ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ-ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Αρχικά, για να απαντήσουμε στο πρώτο ερώτημα που μας τέθηκε, προσπαθήσαμε να τσαλακώσουμε το κλειστό ατσαλάκωτο μπουκαλάκι που βρήκαμε στον πάγκο εργασίας μας. Διαπιστώσαμε ότι είναι αδύνατο να το τσαλακώσουμε. Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε ένα μπουκάλι μεταλλικού νερού 1,5L με κομμένο το πάνω μέρος του, ώστε να το χρησιμοποιήσουμε ως ογκομετρικό δοχείο. Εικόνα 1: Αρχή της βαθμονόμησης Εικόνα 2: Η βαθμονόμηση ολοκληρώνεται

Χρησιμοποιώντας το βαθμονομημένο διάφανο πλαστικό ποτηράκι των 50ml, βαθμονομήσαμε το κομμένο μπουκάλι νερού μέχρι τα 1200ml. Αυτό το καταφέραμε ρίχνοντας με το βαθμονομημένο μικρό ποτηράκι διαδοχικά 50ml νερό και σημειώνοντας κάθε φορά με μία γραμμή πάνω στο πλαστικό μπουκάλι, με ανεξίτηλο μαρκαδοράκι, τη θέση της επιφάνειας του νερού στο μεγάλο μπουκάλι. Εικόνα 3: Ογκομέτρηση τσαλακωμένου Εικόνα 4: Λεπτομέρεια Κατόπιν γεμίσαμε το ήδη βαθμονομημένο μπουκάλι με νερό μέχρι τα 680ml, βουτήξαμε το μη τσαλακωμένο μπουκαλάκι και μετρήσαμε τον όγκο του, που τον σημειώνουμε στον πίνακα μετρήσεών μας ως Vα. Έπειτα βουτήξαμε και το όμοιο, τσαλακωμένο μπουκαλάκι και μετρήσαμε τον όγκο του, που τον σημειώνουμε στον πίνακα μετρήσεών μας ως Vτ. Η ίδια διαδικασία επαναλήφθηκε πέντε φορές ώστε να πάρουμε τις μέσες τιμές των όγκων. Οι μετρήσεις φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: Αριθμός Μέτρησης V α (ml) V τ (ml) 1 540 455 2 545 420 3 554 400 4 556 430 5 555 420 Μέση τιμή όγκου V 1=550 V 2=425 Πίνακας 2: Οι μετρήσεις όγκου του ατσαλάκωτου Vα και του τσαλακωμένου Vτ μπουκαλιού. Για να υπολογίσουμε την πίεση του τσαλακωμένου μπουκαλιού χρησιμοποιήσαμε τον νόμο των Boyle-Mariotte για την ισόθερμη μεταβολή, θεωρώντας, αφενός, ότι ο αέρας στο μπουκαλάκι συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο και αφετέρου, ότι η θερμοκρασία στο καταφύγιο και στο δωμάτιο του κ. Κίμωνα είναι ίδιες, υποθέσαμε θερμοκρασία 18 ο C. Οι παράμετροι P1 και V1 ανταποκρίνονται στην αρχική κατάσταση του άδειου μπουκαλιού, δηλαδή όταν αυτό ήταν ατσαλάκωτο (στο καταφύγιο) ενώ οι P2 και V2 είναι η πίεση και ο όγκος στην τελική κατάσταση, δηλαδή του τσαλακωμένου μπουκαλιού (στο δωμάτιο του κ. Κίμωνα). Οπότε, εάν θεωρήσουμε την πίεση του μπουκαλιού στο δωμάτιο του κ. Κίμωνα P2= 1atm (1,013*10 5 N/m 2 ) και τον αντίστοιχο όγκο V2 = 425ml, ενώ η πίεση στο καταφύγιο είναι η P1, πραγματοποιούμε τους εξής υπολογισμούς:

P2V2 = P1V1 (1,013*10 5 N/m 2 )*0,425L=P1*0,550L P1 0,78277*10 5 Ν/m 2 Επομένως η πίεση στο καταφύγιο που ο κ. Κίμωνας πήρε το χάπι του ήταν: P1 0,7727 atm ΟΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ Απαντώντας στο πρώτο ερώτημα, πιέζοντας το μπουκάλι με καλά κλεισμένο το καπάκι, παρατηρούμε πως είναι σχεδόν αδύνατον να προκαλέσουμε παραμόρφωση στο μπουκάλι (εκτός και αν πιέσουμε με μεγάλη δύναμη το μπουκάλι εκτοξεύοντας το καπάκι). Αυτό συμβαίνει καθώς ο αέρας που βρίσκεται μέσα στο μπουκάλι έχει την ίδια πίεση με τον αέρα στο περιβάλλον (αφού και μέσα και έξω από το μπουκάλι υπάρχει ατμοσφαιρικός αέρας) και αφού δεν μπορεί να διαρρεύσει ο αέρας από το μπουκάλι, δεν μπορούμε να το παραμορφώσουμε. Όσον αφορά στο δεύτερο ερώτημα, το μπουκάλι του κ. Κίμωνα μετά τη χρησιμοποίησή του είναι γεμάτο με αέρα χαμηλής πίεσης. Όταν ο κ. Κίμωνας βρίσκεται στο επίπεδο της θάλασσας, ο εξωτερικός ατμοσφαιρικός αέρας έχει μεγαλύτερη πίεση από ότι ο αέρας στο εσωτερικό του μπουκαλιού με αποτέλεσμα το μπουκάλι να δέχεται μεγαλύτερη δύναμη από τον εξωτερικό αέρα σε σχέση με την δύναμη που δέχεται από τον αέρα μέσα στο μπουκάλι, με αποτέλεσμα το μπουκάλι να παραμορφώνεται όταν ο κ. Κίμων φτάνει στο νοσοκομείο. Η πίεση στο υψόμετρο που βρίσκεται το καταφύγιο υπολογίστηκε από τις πειραματικές μας μετρήσεις στις 0,77 atm περίπου (78 kpa). Σύμφωνα με το διάγραμμα μεταβολής της πίεσης με το ύψος που μας δόθηκε, το καταφύγιο βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 2600 μέτρων. Σχήμα 2: Εκτίμηση του υψομέτρου από τον υπολογισμό της πίεσης Τα κοντινότερα καταφύγια σε αυτό το υψόμετρο (Πίνακας 1), τα οποία θα έχουν περίπου και την ίδια ατμοσφαιρική πίεση, είναι το «Γιώσος Αποστολίδης» στα 2700

m και το «Χρήστος Κάκαλος» στα 2650 m. Μας δίνεται η πληροφορία ότι το καταφύγιο είναι πάρα πολύ ευρύχωρο. Συνεκτιμώντας και αυτή την πληροφορία πιστεύουμε ότι ο κ. Κίμωνας κατέφυγε στο καταφύγιο «Γιώσος Αποστολίδης» που είναι πολύ πιο ευρύχωρο από το «Χρήστος Κάκαλος». Η κορυφή του Ολύμπου βρίσκεται περίπου 218 μέτρα πιο πάνω, δηλαδή στα 2918 m, όπου σύμφωνα με το διάγραμμα, υπάρχει πίεση περίπου στα 70 kpa, δηλαδή περίπου 0,70 atm. Τέλος, αν ο κ. Κίμων είχε πιεί το μισό νερό, τότε θα παρατηρούσαμε ότι μόνο το σημείο το οποίο δεν περιέχει νερό αλλά αέρα θα παραμορφωνόταν, αφού τα υγρά, όπως και το νερό, είναι πρακτικά ασυμπίεστα. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η μεθοδολογία που ακολουθήσαμε βασίστηκε σε δύο παραδοχές: 1. Η θερμοκρασία στο καταφύγιο του Ολύμπου, όπου παίρνει το χάπι του ο κ. Κίμων είναι ίδια με τη θερμοκρασία στην αίθουσα του νοσοκομείου που μεταφέρεται. Αυτή η παραδοχή δεν απέχει από την πραγματικότητα, καθότι το καταφύγιο είναι οργανωμένο και άρα θερμαίνεται. 2. Ο αέρας συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο. Εδώ και για ιστορικούς λόγους πρέπει να αναφέρουμε ότι ο Ιρλανδός Robert Boyle to 1662 και ο Γάλλος Edme Mariotte το 1676 πειραματίζονται μόνο με αέρα και διατυπώνουν τον ομώνυμο νόμο. Η σημαντική ιδέα ότι υπάρχουν και άλλα αέρια έκανε την εμφάνιση της ένα αιώνα αργότερα [Kassetas]. Επομένως και αυτή η παραδοχή μας δεν απέχει από την πραγματικότητα. Διαπιστώσαμε ότι ένα καλά κλεισμένο, άδειο, μπουκάλι δεν μπορεί να τσαλακωθεί μόνιμα αν η εξωτερική πίεση του αέρα είναι ίση με την πίεση του αέρα στο εσωτερικό του ακόμα και αν ασκήσουμε ικανή δύναμη επάνω του. Αυτό επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα μόλις πάψει να ασκείται η δική μας εξωτερική δύναμη. Επομένως το άδειο μπουκάλι του κ. Κίμωνα δεν παραμορφώθηκε γιατί δέχτηκε δύναμη από κάποιο αντικείμενο στο σακίδιο του. Η αιτία παραμόρφωσης ήταν η διαφορά πίεσης του αέρα στην εσωτερική και εξωτερική πλευρά του τοιχώματος του μπουκαλιού. Ο αέρας στο εσωτερικό του μπουκαλιού έχει την πίεση που έχει ο αέρας στο καταφύγιο. Όταν ο κ. Κίμων βρίσκεται στο νοσοκομείο η πίεση του αέρα είναι η πίεση που έχουμε στην επιφάνεια της θάλασσας δηλαδή 1 atm. Γνωρίζοντας ότι η πίεση σε μια επιφάνεια ορίζεται ως [el.wikipedia.org]: P= F/A όπου: P η πίεση, F η δύναμη που ασκείται κάθετα σε μια επιφάνεια και Α το εμβαδόν της επιφάνειας Αντιλαμβανόμαστε ότι η δύναμη που ασκείται από τον αέρα στην εσωτερική πλευρά του τοιχώματος του μπουκαλιού είναι μικρότερη από τη δύναμη που ασκείται από τον αέρα στην εξωτερική πλευρά του τοιχώματος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το μπουκάλι να τσαλακωθεί. Με την πειραματική μέθοδο που χρησιμοποιήσαμε και με τη βοήθεια των πληροφοριών που μας δίνονται, προσδιορίσαμε τόσο το υψόμετρο του καταφυγίου το οποίο επισκέφτηκε ο κ. Κίμων, όσο και το υψόμετρο της κορυφής του Ολύμπου. Το καταφύγιο είναι το «Γιώσος Αποστολίδης» που βρίσκεται στα 2700m και το υψόμετρο της κορυφής του Ολύμπου είναι 2918m. Διαπιστώνουμε ότι με πολύ απλά υλικά και χωρίς να έχουμε στη διάθεσή μας πανάκριβες συσκευές μπορούμε να πειραματιστούμε και να προσδιορίσουμε με αρκετά μεγάλη ακρίβεια μακροσκοπικά μεγέθη. Τα δημιουργικά πειράματα μας

παρακινούν να λειτουργήσουμε ως ερευνητές, με δεδομένο ότι δεν μας καθοδηγούν στο τι ακριβώς πρέπει να κάνουμε, αλλά μας αναγκάζουν να σκεφτούμε και να σχεδιάσουμε εμείς την πειραματική διαδικασία της έρευνάς μας ώστε να απαντήσουμε στα ερευνητικά ερωτήματα που μας τίθενται. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι με τα δημιουργικά πειράματα ανακαλύπτουμε την μαγεία της έρευνας. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε ιδιαίτερα τον κύριο Χαρίτωνα Πολάτογλου, Καθηγητή του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και Πρόεδρο του Επιστημονικού, Εποπτικού μας Συμβουλίου, για την καθοδήγησή του στα Δημιουργικά Πειράματα και τον κύριο Στυλιανό Φριλίγκο, Διευθυντή του Σχολείου μας για την διαρκή υποστήριξη που μας προσφέρει. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ Βλάχος Ι, Γραμματικάκης Ι, Καραπαναγιώτης Β, Περιστερόπουλος Π, Τιμοθέου Γ, Ιωάννου Α, Ντάνος Γ, Πήττας Α, Ράπτης Σ, Φυσική Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών, B Λυκείου (Βιβλίο Μαθητή), ΥΠ.Ε.Π.Θ., ΙΕΠ, ΙΤΥΕ Διόφαντος, Αθήνα, 2016. Φορέας Διαχείρισης Εθνικού Δρυμού Ολύμπου: http://www.olympusfd.gr/gr/katafygia.asp https://el.wikipedia.org/wiki/νόμος_του_μπόιλ http://users.sch.gr/kassetas/zzzzzthemodynamics.htm https://el.wikipedia.org/wiki/πίεση