Was passiert bei diesem Versuch?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo zusammen, mir ist leider kein besserer Titel eingefallen.

Ich habe mir die Frage gestellt, was bei folgendem Szenario passiert:

Man hat 6 geschlossene Luftbehältnisse, ähnlich einem Gymnastikball. Sprich: er bläht sich auf, wenn Luft reingeblasen wird und wir kleiner, wenn Luft abgelassen wird. Außerdem sind die Behältnisse unkaputtbar :smile:

Die Behältnisse sind in zwei Reihen à drei Zeilen angeordnet. All diese Luftbehältnisse sind untereinander mit den jeweils nächst liegenden Nachbarn durch kleine Röhrchen verbunden.

Einer der Behältnisse hat einen externen Zugang von außen, durch den Luft hinein geblasen wird.

Was passiert nun, wenn tatsächlich Luft hinein geblasen wird? Der das erste Behältnis wird sich wohl mit Luft füllen, aber was passiert, wenn es nicht mehr genug Luft aufnehmen kann? Werden dann die anderen Behältnisse aufgeblasen?

#2

Das ist nur ein Gefäß
Hallo,

wenn die Bälle alle miteinander verbunden sind (so habe ich es verstanden) dann ist das praktisch ein Gefäß, das aus 6 Bällen besteht. Darin verteilt sich der Luftdruck gleichmäßig. Wenn alle Bälle die gleiche Elastizität haben, werden sie alle gleich groß aufgeblasen.

Gruß, Andreas

#3

Am Ende ja.

Da die Verbindungsröhrchen aber kleine Röhrchen sind, kann es zwischen den Behältnissen zu einem Druckgradienten kommen.

Das heisst, während du pumpst, kann es sein, dass die Behältnisse in der Reihenfolge in der sie miteinander verbunden sind aufgeblasen werden. Das hängt davon ab, ob du schneller pumpst, als sich über die kleinen Röhrchen der Druck ausgleichen kann.

Am Ende werden aber alle Bälle, wie Andreas schon schrieb, gleich voll sein, weil sich die Verbundenen Behälter wie einer verhalten.

#4

Ok, danke schon einmal, hast alles richtig verstanden!

Kann man auch eine Aussage darüber treffen, wie sie aufgeblasen werden? Also füllt sich zuerst der erste komplett, dann der zweite, dann der dritte usw?

Oder füllen sie sich mehr oder weniger gleichmäßig?

#5

Das hat Zerschmetterling eben schön beschrieben. Sie eins weiter unten.

Gruß, Andreas

#6

Moin,

Also füllt sich zuerst der erste komplett,
dann der zweite, dann der dritte usw?

Oder füllen sie sich mehr oder weniger gleichmäßig?

irgendwo dazwischen. Das hängt von einer ganzen Reihe Faktoren ab.
Volumen im Verhältnis zum Durchmesser der Ausgleichrohre
Geschwindigkeit der Befüllung
Elstizität der Bälle
…

Gandalf

#7

Ich danke euch beiden, Thema erledigt!

#8

Hallo,

Man hat 6 geschlossene Luftbehältnisse, ähnlich einem
Gymnastikball. Sprich: er bläht sich auf, wenn Luft
reingeblasen wird und wir kleiner, wenn Luft abgelassen wird.
Außerdem sind die Behältnisse unkaputtbar :smile:

Da fehlt noch was. Wenn man zum Beispiel zwei Luftballons aufbläst und danach verbindet, hat man ganz oft nach Abschluss des ‚Ausgleichsvorgangs‘ einen prall gefüllten und einen fast leeren Ballon. Es kommt dabei auf die Kennlinie der Ballons bezüglich Druck und Volumen an.
Schon mal selber bemerkt: beim Aufblasen eines Luftballons gibt es erst fast keinen Widerstand, dann einen sehr starken ‚Punkt‘, dann lässt der Widerstand plötzlich nach, um dann wieder sanft anzusteigen bis zum Platzen.
Das passiert aber nicht, wenn Deine Behälter eine lineare Kennlinie besitzen. Deshalb solltest Du das dann angeben.
Gruß
loderunner

#9

Hallo Fragewurm,

Oder füllen sie sich mehr oder weniger gleichmäßig?

Das einzige was mit bestimmtheit ausgesagt werden kann ist, dass nach einer bestimmten Zeit in allen Behältern der selbe Druck herrscht.

Um Aussagen über die einzelnen Volumina zu machen, braucht man die Druck/Volumen-Kennlinien der einzelnen Gefässe.

Die Beruhigungszeit ergibt sich aus den Zeitkonstanten der Verbindungsröhrchen. Diese funktionieren als Drosseln.

MfG Peter(TOO)

#10

Hi,

dazu fällt mir ein Schulexperiment aus dem Physikunterricht ein (schon lange her). Der Lehrer verband zwei Luftballons mit einem Glasröhrchen. Ein Luftballon war doppelt so groß aufgeblasen wie der andere. Nach öffnen des Sperrhahns wurden beide Ballons nicht gleich groß, sondern der kleine entleerte sich vollständig in den großen.

Gruß, C.