Je leest:

Zwaardere lucht

Zwaardere lucht

Auteur: | 6 januari 2005

Jarenlang puzzelden wetenschappers over de vraag waarom metingen en theorie over de massa van lucht niet klopten. Nieuwe analyses tonen aan dat lucht een hogere soortelijke massa heeft dan gedacht.

Behalve stikstof (78%), zuurstof (20%) en koolstofdioxide (0,04%) bevat lucht ook het edelgas argon, circa 0,9%. De precieze hoeveelheid argon is opnieuw bepaald door Koreaanse en Franse metrologen.

Massa spectrograaf. Uit de bron komen ionen, atomen waarvan elektronen zijn weggestript. Ze worden eerst versneld in een elektrisch veld (tussen de twee platen met een potentiaalverschil). Daarna komen ze in een magneetveld, waar de Lorentz-kracht ze afbuigt. De mate van afbuiging is om te rekenen naar de massa van de atoomkern.

De Koreaanse onderzoekers analyseerden droge lucht met een zeer precieze massaspectrometer en de zuiverst mogelijke gassen als kalibratie. De nu in het blad Metrologia gepubliceerde waarde is 0,9332% met een foutmarge van 0,0006%. Die komt zeer dicht bij een meting uit 1903, die naderhand terzijde is geschoven in het voordeel van een latere meting die op 0,917% uitkwam. Vreemd genoeg hanteert onder meer het Handbook of Chemistry and Physics sinds de jaren vijftig een waarde van 0,934%, op aanbeveling van de US Committee on Extension to the Standard Atmosphere die zich baseert op een onderzoek uit 1903.

De waarde van 0,917% gold sinds 1982 voor de Comité Internationale de Poids et Mésures als standaard. Met de nieuwe, hogere waarde en daarbij een iets lagere waarde voor stikstof komt de soortelijke massa van lucht bijna 0,01% hoger uit, ofwel een verschil van vijftien microgram op een kilogram.

Volgens de wet van Archimedes heeft een kilogram piepschuim, vanwege het grotere volume, meer drijfvermogen in lucht dan een kilogram staal. Om verschillende materialen nauwkeurig af te wegen op een balans, is dus een correctieformule nodig die dit verschil in drijfvermogen in rekening brengt, waarin de soortelijke massa van lucht voorkomt. Michael Esler van het Bureau Internationale des Poids et Mésures in Parijs: “De nieuwe resultaten kunnen discrepanties verklaren die we de sinds de jaren vijftig hebben waargenomen toen we de oude waarde hanteerden. De nieuwe bepaling van het argongehalte van lucht is ingegeven door de talrijke massametingen die halsstarrig weigerden overeen te komen met de geaccepteerde formule voor de luchtdichtheid.”

Meer weten:

Dit artikel is een publicatie van Natuurwetenschap & Techniek.
© Natuurwetenschap & Techniek, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 januari 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.