Fles van Mariotte

 

Wanneer we een vat leeg laten lopen via een gat ergens onderin dan nemen we waar dat eerst de straal ver weg terecht komt en naarmate het vloeistof niveau verder daalt deze steeds eerder de grond raakt.


Tevens zien we dat het vloeistofniveau steeds langzamer zakt.
Met behulp van de vergelijking van Bernouille kunnen we de stroomsnelheid uit het gat berekenen:


Waarin:
v = snelheid in m/sec
g = versnelling van de zwaartekracht in m/sec2
H = hoogte vloeistofniveau boven midden uitstroomopening in m

Om een constante uitstroomsnelheid (en debiet) te kunnen krijgen zal het met een dergelijke opstelling dus niet lukken.

Maar een Franse natuurkundige heeft het probleem heel listig opgelost, deze ge-evolueerde priester, jarenlang prior van een klooster geweest zijnde, kwam op het idee een buis in de vloeistof te steken, waardoor de druk gedurende lange tijd constant gehouden kon worden. Totdat het vloeistof niveau gedaald was tot de onderkant van de buis.
Een dergelijke opstelling wordt de fles van Mariotte genoemd, naar Edmé Mariotte, de bedenker van deze kunstgreep.
Deze wetenschapper heeft ook, onafhankelijk van elkaar, de wet van Boyle ontdekt. Verder heeft hij zich veel bezig gehouden met botsingsproeven. En dat in de 17e eeuw, vandaar dat ik ook sprak van een ge-evolueerde priester.


De werking is als volgt:
Aan de onderkant van de buis, die goed luchtdicht door de bovenkant van het gat moet zijn geplaatst, heerst de luchtdruk, ongeacht hoe hoog het vloeistofniveau boven de onderkant van de buis staat (H2).
De uitstroomsnelheid van de vloeistof wordt zodoende alleen bepaald door de hoogte van de onderkant van de buis tot het midden van het gat (H1). Deze toestand blijft gehandhaafd totdat het vloeistofniveau de onderkant van de buis bereikt. Omdat het vloeistofniveau daalt ontstaat er een onderdruk boven in het vat, op een gegeven ogenblik zullen luchtbellen vanuit de buis opstijgen om dit te compenseren.
De uitstroomsnelheid kan men beïnvloeden door de buis dieper of minder diep in het vat te steken.
Het nadeel is dat men het vat niet tijdens het in werking zijn kan bijvullen.
Een toepassing was het aanleggen van een infuus, nu zijn er inmiddels pompjes die nog nauwkeurig de vloeistofstroom in stand houden.