Feladat: 119. fizika mérési feladat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Baranyai Attila ,  Bíró Attila ,  Czirók András ,  Hóbor Péter ,  Hoffmann Eufrozina ,  Horváth Tibor ,  Kárpáti Csaba ,  Kóczán György ,  Kopitkó Csaba ,  Márkus Gábor ,  Nagy Judit ,  Papp Eszter ,  Somlai Gábor 
Füzet: 1990/március, 141 - 142. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Mechanikai mérés, Amorf anyagok, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1989/október: 119. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Mérjünk le mérőhengerrel különböző térfogatú liszt- és vízmennyiségeket, ezeket keverjük össze, és a keverék térfogatát is határozzuk meg. Próbáljuk meg a liszt‐víz keveréket homogénné tenni. Ez szélsőséges arányoknál elég nehéz, ha ugyanis sok a víz, akkor a liszt egy része leülepszik az edény aljára, ha pedig a liszt sok a vízhez képest, akkor a liszt nagy része száraz marad, a nedves liszt pedig csomókba összeáll. További nehézségeket okoz a keverék térfogatának meghatározása, ha a keverék olyan sűrű, hogy már nem folyik. Ekkor a térfogat csak viszonylag nagy hibával határozható meg.
A táblázat Nagy Judit mérési eredményeit tartalmazza. Vv ill. Vl a víz és a liszt összekeverés előtti térfogata, Vk pedig az összekeverés után kapott keverék térfogata. n=VvVv+Vl a víz térfogataránya. α=VkVv+Vl a víz és a liszt adott arányú keverékének térfogatváltozására jellemző arányszám.

Vν [ml]    251015202530354050505050505050505050Vl [ml]505050505050505050504035302520151052n=VνVν+Vl0,040,090,170,230,290,330,380,410,440,500,560,590,630,670,710,770,830,910,96Vk [ml]48,547,044,546,049,052,055,059,564,072,065,063,061,059,057,555,053,051,550,5α=VkVν+Vl0,930,860,740,710,700,690,690,700,710,720,720,740,760,790,820,850,880,940,97

Ha α=1, akkor nem lép fel térfogatcsökkenés, és minél kisebb α, annál nagyobb a térfogatcsökkenés. A grafikon α-t ábrázolja n függvényében.
 
 

Látható, hogy a kb. 35% víz ‐ 65% liszt keveréknél a legnagyobb a térfogatcsökkenés, több, mint 30%-os.
A jelenség a liszt- és vízszemcsék méretének különbözőségével magyarázható. A lisztszemcsék jóval nagyobbak a vízmolekuláknál, és a teret hiányosan töltik ki. A víz befolyik a lisztszemcsék közti hézagokba, ez okozza a térfogatcsökkenést.
A térfogatváltozást még kémiai folyamatok is befolyásolják. A liszt főleg keményítő és fehérje molekulákból áll, amelyeknek egy része vízben hidratálódik és feloldódik. Valószínűleg ez magyarázza azt a meglepő jelenséget, hogy ha 30%-nál kevesebb vizet tartalmaz a keverék, akkor a keverék térfogata kisebb, mint a keverék elkészítéséhez használt liszt térfogata.