Verhalten von Flüssigkeiten unter Druck

Hallo,

wir streiten uns gerade im Kollegenkreis über die Auswirkungen von Druck auf Flüssigkeiten.

Mir ist folgendes Klar:

Die Kompressibilität ka = 1/K = -1/V * dv/dp

wobei K so groß ist, dass faktisch keine Komprimierbarkeit besteht.

Was ich aber nicht herausbekommen konnte (Studium ist auch schon ein wenig her.) Ist das Verhalten bei Massiven Drücken.

  • sehr geringer Druck => Siedepunkt sinkt - Flüssigkeit siedet bei geringerer Temperatur - Ändert sich deshalb die Temperatur der Flüssigkeit??

  • hoher Druck => Siedepunkt steigt - Flüssigkeit siedet bei höheren Temperaturen - Andert sich deshalb die Temperatur der Flüssigkeit??

  • extrem hohe Drücke - Was geschieht hier???

Vielen Dank für die Hilfe

Michael

Hallo back

wir streiten uns gerade im Kollegenkreis über die Auswirkungen
von Druck auf Flüssigkeiten.

Mir ist folgendes Klar:

Die Kompressibilität ka = 1/K = -1/V * dv/dp

wobei K so groß ist, dass faktisch keine Komprimierbarkeit
besteht.

Was ich aber nicht herausbekommen konnte (Studium ist auch
schon ein wenig her.) Ist das Verhalten bei Massiven Drücken.

  • sehr geringer Druck => Siedepunkt sinkt - Flüssigkeit
    siedet bei geringerer Temperatur - Ändert sich deshalb die
    Temperatur der Flüssigkeit??

druck ok bei verringerung, Temperatur bleibt (was hat das mit dem druck zu tun??? das hatten wir in der 8.klasse oder so) es sei denn, sie wird gezwungen, ihr volumen zu behalten, dann fällt temp mit

  • hoher Druck => Siedepunkt steigt - Flüssigkeit siedet bei
    höheren Temperaturen - Andert sich deshalb die Temperatur der
    Flüssigkeit??

obige antwort, dasselbe (beide gelten allerdings nicht unbegrenzt!!)

wie hoch exakt? Irgendwann gibts ne kernfusion oder schwarzes loch, oder so. Vorsicht beim experimentieren!!! :smile:

Frank, (dem im Finanzbrett offentsichtlich keiner ernst nimmt)

Ergänzung
Hallo auch,

druck ok bei verringerung, Temperatur bleibt

Im idealen Falle. In der Realität ändert sich auch die Temperatur, aber nur in sehr geringem Maße.

obige antwort, dasselbe (beide gelten allerdings nicht
unbegrenzt!!)

Je nach Flüssigkeit findet bei hohen Drücken eine Phasenumwandlung statt, so daß Du letztlich den Feststoff erhälst.

Gruß Kubi

Hallo auch,

druck ok bei verringerung, Temperatur bleibt

Im idealen Falle. In der Realität ändert sich auch die
Temperatur, aber nur in sehr geringem Maße.

Wieso ist dies so?

Frank

Hallo
Ich war immer der Meinung , Flüssigkeiten ließen sich nicht komprimieren , als Grundprinzip der Hydraulik und überhaupt .
Später konnte ich in verschiedenen Quellen lesen , welche Komprimierbarkeit feststellten .
Eine Bemerkung sei mir erlaubt , die Messung einer eventuellen Komprimierbarkeit ist sehr schwierig , da man Elastizität des einschließenden Gefäßes berücksichtigen muß .
Interessant erscheinen mir die Auswirkung des Druckes auf die Löslichkeit von Verbindungen , zum Beispiel , Calziumcarbonat im tiefem Seewasser .
MfG

Hallo
Ich war immer der Meinung , Flüssigkeiten ließen sich nicht
komprimieren , als Grundprinzip der Hydraulik und überhaupt .
Später konnte ich in verschiedenen Quellen lesen , welche
Komprimierbarkeit feststellten .

Hallo Matthias,

jede Materie ist komprimierbar. Nicht nur Gase, sondern auch Flüssigkeiten und sogar Festkörper verringern ihr Volumen, wenn ein allseitiger Druck auf sie ausgeübt wird. Die Volumenverringerung ist nur sehr viel kleiner als die, die bei Gasen auftritt. Durch Maschinen erzeugte Drucke reichen nicht aus, damit sie spürbar wird. Der hydrostatische Druck, dem das Meerwasser in großen Tiefen ausgesetzt ist, ist jedoch so hoch, daß es eine um bis zu 30 % erhöhte Dichte aufweist.

Mit freundlichem Gruß
Martin

Hallo Martin,

Der hydrostatische
Druck, dem das Meerwasser in großen Tiefen ausgesetzt ist, ist
jedoch so hoch, daß es eine um bis zu 30 % erhöhte Dichte
aufweist.

Das scheint mir ein bisschen sehr viel. Mit dem k-Wert von Wasser dürften es höchstens 3 % sein.

Jörg

Im idealen Falle. In der Realität ändert sich auch die
Temperatur, aber nur in sehr geringem Maße.

Wieso ist dies so?

Weil die an der Flüssigkeit geleistete Kompressionsarbeit teilweise in Wärme umgewandelt wird. Dies ist u.a. durch die innere Reibung der Moleküle in der Flüssigkeit bedingt.

Gruß Kubi

Hi Jörg,

ich habe mal versucht, meine 30 % auszurechnen. Laut Brockhaus ist „die Kompressibilität des Meerwassers sehr gering (isotherme Kompressibilität 4.7 * 10^-5 db^-1 bei 0 °C, 35 o/oo Salzgehalt und Atmosphärendruck)“.

Ich gehe also von dem Kompressibilitätswert k = 4.7 * 10^-4 / bar aus (ich lese die seltsamen „db“ als Dezibar (=1/10 bar), wobei ich mal gerne wüßte, warum die Kompressibilität in einer so obskuren Einheit ausgedrückt wird) und tue so, als ob der Schweredruck im Meer überall um 1 bar pro 10 m Tiefe zunimmt.
In einer Tiefe von 7000 m müßte demnach ein Druck p von 700 bar herrschen. Damit komme ich auf eine relative Volumen- bzw. Dichteänderung von

k p = 4.7 * 10^-4 / bar * 700 bar = 0.329

Oder habe ich irgendwo einen Denkfehler gemacht? Dann bitte Einwand erheben!

MfG
Martin

Re^5: Einwand :smile:
Hallo Martin,
Du wolltest einen Einwand… hier ist er.

ich habe mal versucht, meine 30 % auszurechnen. Laut
Brockhaus ist „die Kompressibilität des Meerwassers sehr
gering (isotherme Kompressibilität 4.7 * 10^-5 db^-1 bei 0 °C,
35 o/oo Salzgehalt und Atmosphärendruck)“.

Was immer dieses db heißen soll, es muß wohl bar sein. Dann würde der Wert mit denen aus meinen Quellen in etwa übereinstimmen.

Ich gehe also von dem Kompressibilitätswert k = 4.7 * 10^-4 /
bar aus (ich lese die seltsamen „db“ als Dezibar (=1/10 bar),
wobei ich mal gerne wüßte, warum die Kompressibilität in einer
so obskuren Einheit ausgedrückt wird) und tue so, als ob der
Schweredruck im Meer überall um 1 bar pro 10 m Tiefe zunimmt.
In einer Tiefe von 7000 m müßte demnach ein Druck p von 700
bar herrschen. Damit komme ich auf eine relative Volumen-
bzw. Dichteänderung von

k p = 4.7 * 10^-4 / bar * 700 bar = 0.329

Oder habe ich irgendwo einen Denkfehler gemacht? Dann bitte
Einwand erheben!

Im Prinzip stimmt es schon, aber Du hast den k-Wert um den Faktor 10 zu groß angesetzt. Hier noch ein Link dazu:
http://www.physik.rwth-aachen.de/group/IIIphys/INFOS…
Die kommen auf 5 % bei 1000 bar

Jörg

Brockhaus ist „die Kompressibilität des Meerwassers sehr
gering (isotherme Kompressibilität 4.7 * 10^-5 db^-1 bei 0 °C,
35 o/oo Salzgehalt und Atmosphärendruck)“.

Hi Jörg,

Was immer dieses db heißen soll, es muß wohl bar sein.

ja, das „d“ scheint in der Tat kein „Dezi-d“ zu sein. Kann das jemand wissen??? Die RWTH Aachen (Dein Link) gibt für Wasser jedenfalls den Kompressibilitätswert (Umrechnung auf „/bar“ von mir) 5 * 10^-5 / bar an.

Ergebnis: Ergebnis ist um Faktor 10 zu groß.

Die kommen auf 5 % bei 1000 bar

OK, das leuchtet mir ein. Dann hatte das Buch, worin ich die „30 %“ gelesen zu haben glaubte, definitiv unrecht. Vielleicht hat der Autor bei der Berechnung des Wertes ja den Brockhaus bemüht :wink:.

MfG
Martin