Hi,
Ich habe ein Zylinder(Höhe=h, Umfang=u), dieser hat nur unten ein Loch mit dem Durchmesser l. Nun drehe ich den Zylinder so, dass das Loch oben ist und fülle ihn dann mit Wasser. Jetzt halte ich das Loch zu und drehe den Eimer wieder um, dass das Loch unten ist. Jetzt öffne ich das Loch wieder.
Meine Frage ist nun, wie groß darf maximal das Loch sein, damit kein Wasser rausläuft? Kann man das ausrechnen?
Und ist das nicht auch abhängig von der Füllhöhe des Wassers(f)?
Ich hoffe ihr könnt mir helfen.
Gruß
GURKE
Hallo Gurke,
wenn das ein offenes System ist (das Gefäß hat keinen Deckel) darf der maximale Durchmesser der Öffnung am Boden 0 betragen. Soll heißen es läuft immer heraus.
Zur Begründung:
An der Öffnung im Boden und auf der Oberseite des Gefäßes steht der derzeit herrschende Luftdruck an. Nun kommt noch der Druck der Wassersäule im Gefäß hinzu.
Druck im Gefäß an der Öffnung = P luft + P wassersäule
Druck außerhalb des Gefäßes an der Öffnung = P luft
Daran sieht man, daß der Druck im Gefäß an der Öffnung immer höher ist als außerhalb.
Gruß Kai
Hallo Kai,
Ist anscheinend nicht so herübergekommen? Aber ich meinte einen Zylinder der vollkommen geschlossen ist und nur dieses eine Loch an der Unterseite hat.
Ansonsten hast du Recht (;
gruß
GURKE
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Hallo Gurke,
auch in diesem Fall darf das Loch einen maximalen Durchmesser von 0 haben.
Es wird immer Wasser aus dem Loch herausfließen und zwar so lange bis der im Gefäß enstehende Unterdruck gleich dem Druck der Flüssigkeitssäule im Gefäß ist.
Gruß Kai
Hallo Kai,
auch in diesem Fall darf das Loch einen maximalen Durchmesser
von 0 haben.
Es wird immer Wasser aus dem Loch herausfließen und zwar so
lange bis der im Gefäß enstehende Unterdruck gleich dem Druck
der Flüssigkeitssäule im Gefäß ist.
Gehen wir einmal davon aus, dass der Zylinder deutlich kürzer als 10m ist.
Wenn der Zylinder restlos mit Wasser gefüllt wird und da Wasser praktisch nicht komprimierbar ist ergibt sich kein Volumen für eine Vakuumblase.
Übrigens kennst du den Trick mit dem Wasserglas und einer Platte (geht auch mit Bierdeckel, Karton, usw.).
Glas bis über den Rand mit Wasser füllen. Platte drauf, Platte festhalten und das Ganze um 180° auf den Kopf stellen und Platte losslassen.
Die zulässige Grösse des Lochs hängt von der Oberflächenspannung des Wassers ab.
MfG Peter(TOO)
Hi,
auch in diesem Fall darf das Loch einen maximalen Durchmesser
von 0 haben.
Es wird immer Wasser aus dem Loch herausfließen und zwar so
lange bis der im Gefäß enstehende Unterdruck gleich dem Druck
der Flüssigkeitssäule im Gefäß ist.
Und wann geschieht das?
Gehen wir einmal davon aus, dass der Zylinder deutlich kürzer
als 10m ist.
Ja ist er.
Wenn der Zylinder restlos mit Wasser gefüllt wird und da
Wasser praktisch nicht komprimierbar ist ergibt sich kein
Volumen für eine Vakuumblase.
Naja, aber im Vakuum ist doch auch nichts^^. Also muss das Wasserr nicht komprimiert werden.
Übrigens kennst du den Trick mit dem Wasserglas und einer
Platte (geht auch mit Bierdeckel, Karton, usw.).
Glas bis über den Rand mit Wasser füllen. Platte drauf, Platte
festhalten und das Ganze um 180° auf den Kopf stellen und
Platte losslassen.
Die zulässige Grösse des Lochs hängt von der
Oberflächenspannung des Wassers ab.
Ja davon habe ich schon gehört…
Gruß
GURKE
Ja, kannst du ausrechnen.
Ob das Ding nun oben offen ist oder nicht ist egal, da ja nichtmal
ein Tröpfelchen rauskommen darf.
Ich gebe dir mal folgenden Hinweis : Oberflächenspannung
Damit sollte es berechenbar sein.
Ansonsten sollte das Wasser nicht gefroren sein…
Naja, aber das ist ja nur die Oberflächenspannung. Wenn das Gefäß aber zu ist und nur dieses Loch unten hat, bildet sich ja ein Vakuum im oberen Bereich, wenn etwas Wasser rausfließt. Dieses müsste ja auch das Wasser wieder oben halten.
GURKE
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Ja schon, aber du hast gefragt ob man berechnen kann wie groß das
Loch sein darf, damit KEIN Wasser rausläuft.
Der Unterdruck entsteht aber erst, wenn Wasser rausgelaufen ist,
womit die Forderung (KEIN Wasser läuft aus) ja schon verletzt ist.
Hallo Peter,
so ganz kann ich Deiner Begründung nicht zustimmen.
Wenn das geschlossene Gefäß aus der Öffnung gefüllt wird, ist es wie ein offenes System zu behandeln. In dem Moment in dem das Gefäß umgedreht wird ändert sich das in ein quasi geschlossenes System. Mal ganz abgesehen von der Oberflächenspannung, deren Werte vom Reinheitsgrad der Flüssigkeit abhängen, und deren Einfluß in dieser ersten Näherung mal ausgeschlossen werden, ist es Tatsache, daß immer Flüssigkeit austreten wird (ob als Strahl oder in Tropfenform (zeitliche Umstände und Verdunstung nicht berücksichtigt). Und zwar so lange bis der entstehende Unterdruck den Druck der Flüssigkeitssäule kompensiert.
Dazu folgendes Gedankenexperiment:
Man nehme eine geschlossene Getränkedose mit „stillem“ Wasser. Jetzt wird gleichzeitig ein Loch an der Unterseite und an der Seite, kurz unterhalb des Deckels, gebohrt. Solange die Öffnung an der Seite nicht verschlossen wird supt es am Boden heraus. Wird die Öffnung an der Seite verschlossen, so wird so lange Flüssigkeit austreten bis eben der entstehende Unterdruck …
Gruß Kai
Gut, aber eigentlich dachte ich wär das klar…
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Hallo Fragewurm,
Du vergisst dabei aber, dass der Unterdruck kein Volumen benötigt. Es kann nur so viel Wasser rauslaufen wie Volumen mit Vakuum entstehen muss.
Es geht hier um eine Flüssigkeit, nicht um Gase!
MfG Peter(TOO)
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