НОФ 2011, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 2. Определяне на реалния, неизвестен обем на насипен материал от NaCl

Увод: Решението на поставената експериментална задача дава възможност да се определят плътност и обем на насипни, разтворими материали (захар, сол и др.), за които конвенционалните методи чрез потапяне в течност са неприложими. Готварската сол (NaCl) например, се състои от монокристали с микронни размери (фиг. 1) и настоящата задача е свързана с определяне плътността на самите кристали.

Уреди и материали: Пластмасова спринцовка – 50 ml (1 бр.); Датчик за налягане (работен диапазон: 0 – 2 atm) (1 бр.); Мултицет (1 бр.); Батерия 9 V (1 бр.); Съд с насипен материал (NaCl) с маса – (20.00±0.01) g (1 бр.); Милиметрова хартия (2 л.).

Указания: Разполагате с диференциален датчик на налягане, който мери разликата $\Delta p$ между подаденото на датчика налягане $p$ и атмосферното налягане $p_0$: $\Delta p = p - p_0$. Приемете, че отчетеното с датчика напрежение $U$, зависи линейно от разликата в налягането: $\Delta p = a + bU$. Датчикът на налягане издържа до 2 atm. Изходното напрежение на датчика $U$ се измерва на двете му свободни клеми. Датчикът на налягане се захранва с батерия 9 V. Изключвайте батерията от веригата, когато не работите продължително време с датчика. Можете да изваждате датчика от шлауха, както и буталото на спринцовката. Не изваждайте памучната тапа от върха на спринцовката.