3B Scientific Magdeburg Hemispheres User Manual [en, de, es, fr, it]

3B SCIENTIFIC® PHYSICS
U30010 Magdeburger Halbkugeln
Bedienungsanleitung
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Die Magdeburger Halbkugeln dienen zur Demonstration der Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks (histori­scher Versuch nach Otto von Guericke).
1. Sicherheitshinweise
Nicht versuchen die evakuierten Halbkugeln mit Werk­zeug auseinander zu hebeln.
Nicht versuchen mit Hilfe von Seilen oder ähnlichem die Halbkugeln zu trennen, da sie, wenn sie sich tren­nen, zu Geschossen werden können.
Beim Belüften der Halbkugeln die Apparatur fest­halten, so dass eine Beschädigung durch Herunter­fallen der Halbkugeln vermieden wird.
Hinter den Personen, die versuchen die Magdeburger Platten zu trennen, sollte genug freier Raum sein.
2. Beschreibung, technische Daten
Zwei Kunststoff-Halbkugeln mit Handgriffen und einge­legtem Gummidichtungsring lassen sich vakuumdicht zusammensetzen. Eine Halbkugel ist mit Absperr- bzw. Belüftungshahn und Schlauchanschluss versehen. Ein kurzer Schlauch vervollständigt die Apparatur.
Vakuumanschluss: 8 mm Durchmesser: 120 mm Schlauchlänge: 110 mm
1 Vakuum Handpumpe
2 Schlauch
3 Absperr- bzw. Belüftungshahn mit Schlauchwelle
4 Halbkugel
5 Handgriff
3. Funktionsprinzip
Die Erde ist umgeben von einem Luftmantel, der Atmos­phäre. Die Luftmoleküle sind wie alle anderen Stoffe der Schwerkraft ausgesetzt und konzentrieren deshalb an der Erdoberfläche. Der atmosphärische Druck, der von der Luftmasse ausgeübt wird, ist auf Meereshöhe am größ­ten und nimmt mit steigender Entfernung von der Erdo­berfläche ab. Analog zu Flüssigkeiten wirkt der Luftdruck gleichmäßig von allen Seiten auf einen Körper. In einem offenen Körper besteht immer ein Gleichgewicht zwischen dem Innen- und Außendruck. Ist der Innendruck gerin­ger als der Außendruck, so wird sich der Gleichgewichts­zustand durch Einfließen von Luft wieder herstellen. Auch im umgekehrten Fall, wenn der Innendruck größer als der Außendruck ist, besteht die gleiche Tendenz durch Austritt von Masse. In einem geschlossenen Körper ist die resultierende Kraft aus der Druckdifferenz zwischen Innen- und Außendruck im ersten Fall auf die Oberfläche des Körpers gerichtet und wird ihn zusammendrücken und im zweiten Fall nach außen mit der Tendenz ihn zur Explosion zu bringen. Der Physiker und Bürgermeister von Magdeburg Otto von Guericke demonstrierte als erster die Wirkung des atmos­phärischen Luftdrucks. Seine Vakuumversuche begannen um 1650 und fanden ihren Höhepunkt mit einem spek­takulären Experiment 1654 in Regensburg vor dem Kai­ser Ferdinand III: Die Magdeburger Halbkugeln. Dazu
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evakuierte von Guericke zwei mit einem in Öl und Wachs getränkten Lederriemen abgedichtete Kupferhalbkugeln mit einem Durchmesser von 42 cm. Die Luft drückte die Halbkugeln so stark zusammen, dass selbst 16 Pferde nicht im Stande waren diese zu trennen.
4. Bedienung
Vor dem Versuch Gummidichtungsring auf richtigen Sitz und Beschädigungen überprüfen.
Halbkugel mit Hahn an eine Pumpe anschließen und Hahn öffnen.
Zweite Halbkugel auf die erste setzen und beide zu­sammendrücken.
Eine zweite Person startet den Evakuierungsvor­gang.
Nach kurzer Zeit (abhängig von der Pumpleistung der Pumpe) Pumpe abstellen, Hahn schließen und Schlauchverbindung lösen.
Wirkung des atmosphärischen Luftdrucks durch Zie­hen an den Halbkugeln demonstrieren.
Nach dem Versuch Kugel durch Öffnen des Hahns belüften. Dabei die Halbkugeln festhalten, um eine Beschädigung durch Herunterfallen zu vermeiden.
Zusätzlich erforderlich:
1 Vakuumpumpe (z.B. Vakuum Handpumpe U20500)
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com • Technische Änderungen vorbehalten
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3B SCIENTIFIC® PHYSICS
U30010 Magdeburg Hemispheres
Instruction Sheet
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The Magdeburg hemispheres are used to demonstrate the effect of atmospheric pressure (historical experiment according to Otto von Guericke).
1. Safety instructions
Do not try to pry the two evacuated hemispheres apart using tools.
Do not try to separate the hemispheres using ropes or similar, because when they do separate they can turn into projectiles.
When ventilating the hemispheres hold on tight to the apparatus so that you can avoid any damage from the hemispheres falling.
Ample space should be left behind the persons try­ing to separate the Magdeburg plates.
2. Description, technical data
Two plastic hemispheres with handles and inlaid rubber sealing rings can be joined vacuum tight. One hemisphere is equipped with stopcock or ventilating valve and hose connection. A short hose completes the apparatus.
Vacuum connection: 8 mm Diameter: 120 mm Hose length: 110 mm
1 Vacuum hand-operated pump
2 Hose
3 Stopcock or ventilation valve with hose nipple
4 Hemisphere
5 Handle
als are subject to the force of gravity and thus become concentrated at the earth’s surface. The atmospheric pres­sure, which is exerted by the air mass, is highest at sea level and gradually decreases with increasing distance from the earth’s surface. Air pressure like any liquid ex­erts equal and constant pressure on all sides of an object. In an open object equilibrium always prevails between internal and external pressure. If the internal pressure drops more than the external pressure, the state of equi­librium is reestablished by letting air in. Conversely, if the internal pressure becomes greater than the prevailing external pressure, there is the same tendency to escape. In an enclosed object the force resulting from the differ­ence between the internal and external pressures affects the object’s surface either causing it to compress or in the latter case causing the object to explode. The physicist and mayor of Magdeburg Otto von Guericke was the first to demonstrate the effect of atmospheric pressure. His vacuum experiments commenced around 1650 and reached their zenith in 1654 in a spectacular experiment attended by Kaiser Ferdinand III in the town of Regensburg: the famous Magdeburg hemispheres. To do this von Guericke evacuated the air out of two copper hemispheres of 42 cm diameter and sealed with an oil and wax saturated leather lining. The air pressed the hemi­spheres together with such force that even 16 horses were unable to pull them apart.
3. Operating principle
A protective mantle of air called the atmosphere sur­rounds the earth. The air molecules like all other materi-
4. Operation
Before starting the experiment check ensure that the rub­ber seal ring is correctly situated and that it is undamaged.
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Connect the hemisphere with stopcock to a pump and open the valve.
Place the second hemisphere on the first one and press the two of together.
A second person starts the evacuation process.
After a short time (depending on the pump’s pump-
ing power) stop the pump, close the stopcock and loosen the hose connection.
Demonstrate the effect of atmospheric pressure by
trying to pull the hemispheres apart.
After completing the experiment ventilate the sphere by opening the valve. Make sure you hold on to the hemispheres to avoid any damage from them falling down.
Additionally required:
1 Vacuum pump (e.g. vacuum hand-operated pump U20500)
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany • www.3bscientific.com • Technical amendments are possible
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