experimentos

Experimento de Rüchardt
El experimento de Rüchardt[1,3-5] tiene como objetivo la determinación del parámetro γ.
En el diseño original de Rüchardt, una bola demetal se inserta en un tubo de vidrio vertical
conectado con un recipiente de mayor volumen (figura 1). La observación muestra que
cuando esta bola se deja caer por eltubo, realiza una serie de oscilaciones antes de alcanzar su
posición de equilibrio.
Figura 1: Experimento de Rüchadt
Suponiendo que no existe fricción nipérdida de gas entre la esfera y el tubo (no es
difícil intuir que esto no es cierto en la práctica), se puede considerar que el gas interactúa con
el medio exterior sóloa través de la esfera, que actúa como un pistón. Si este pistón, de masa
m, es insertado en el tubo a presión atmosférica P0, la condición de equilibrio se consigueen
el campo gravitacional por una presión P apenas mayor que P0:
P = P0
+ mg / A (5)
donde A es el área de la sección transversal del tubo y g es la aceleraciónde la gravedad.
Tomando como eje de referencia x a la vertical (figura 2), la fuerza total sobre el pistón
está dada porF = ( ) P-P0
A−mg = 0. Desplazando el pistónuna distancia x de su posición de
equilibrio, se provoca un cambio de volumen en el sistema:
∆V = xA (6)
y, por lo tanto, la fuerza que actúa sobre el pistón esahora
F = A⋅∆P (7)
Si consideramos solamente cambios pequeños tanto en la presión como en el volumen,
se puede suponer que el proceso es reversible, y que uncambio infinitesimal en la presión,
dP, se relaciona con un cambio infinitesimal en el volumen, dV, a través de la forma
diferencial de la ecuación de Poisson