Wasser- und dampfdruckdichte Gefäße?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,
es werden recht stabile Behälter aus Polyethylen mit Deckel und Deckeldichtung als luft- und wasserdicht angeboten.
Hier z.B. haben sie ein Volumen von 20 Litern.

Beim Testen der verschlossenen Gefäße zeigt sich Folgendes:

1.) Werden sie (Inhalt=Luft) unter Wasser gedrückt, treten keine Luftblasen aus.
2.) Wird 2 Liter Wasser (Rest ist Luft) eingefüllt, dann tritt beim Schütteln der
Gefäße jedes Mal Wasser aus dem Deckelbereich aus.
Weiteres Wasser tritt aus, wenn die Gefäße mit diesem Inhalt für einige Minuten auf den Kopf gestellt werden.

Der normale Physiker wird evtl. unterfordert sein,
ich verstehe das nicht.
Kann es mir jemand erklären?

Das eingefüllte Wasser ist Leitungswasser mit 15-18°C,
die Raumtemperatur beträgt 18-20°C.

Kann man diese Behälter als einwandfrei luft- und wasserdicht ansehen?
Ich brauche sie als dampfdruckdichte Behälter,
denn es soll ein hygroskopisches Material hinein,
das keine zusätzliche Feuchte aus umgebender Raumluft aufnehmen darf.

Vielen Dank für Tipps und Antworten

#2

Hallo,

es werden recht stabile Behälter aus Polyethylen mit Deckel
und Deckeldichtung als luft- und wasserdicht angeboten.

Steht da ein Prüfzeichen vom TÜV oder sowas wie „dicht nach DIN xxxxx“ oder „EU-Norm xxxxx“ oder sowas drauf?
Oder sind die aus dem Schnäppchenmarkt, made in Peoples Republic of China?

Hier z.B. haben sie ein Volumen von 20 Litern.

Beim Testen der verschlossenen Gefäße zeigt sich Folgendes:

1.) Werden sie (Inhalt=Luft) unter Wasser gedrückt, treten
keine Luftblasen aus.

Der Druck der Wassersäule drückt den Deckel formschliessend auf den Behälter, und weil der Auftriebsdruck der Luft geringer ist als der Druck der Wassersäule, ist der Behälter dicht.

2.) Wird 2 Liter Wasser (Rest ist Luft) eingefüllt, dann
tritt beim Schütteln der

Gefäße jedes Mal Wasser aus dem Deckelbereich aus.

Der Anpressdruck des beschleunigten Wassers ist gröber als die Luftsäule außerhalb, der Deckel bildet für einen Moment einen Spalt, und durch die Kapilarität und den Überdruck des anprallenden Wassers wird in diesem Moment etwas Wasser durch den Spalt gezogen und gedrückt.
Schwappt dass Wasser wieder nach unten, entsteht ein geringer Unterdruck, der Deckel sitzt wieder, und das außen am Spalt haftende Wasser wird durch die untere Amplitude der Schüttelbewegung vom Außenrand des Deckles losgerissen.

Weiteres Wasser tritt aus, wenn die Gefäße mit diesem Inhalt
für einige Minuten auf den Kopf gestellt werden.

Schlecht. Dann ist da nichts mit „wasserdicht“.

Der normale Physiker wird evtl. unterfordert sein,

Wie man es sieht, ich bin kein normaler Physiker, sondern gar kein Physiker, aber fühle mich trotzdem irgendwie unterfordert :smile:

ich verstehe das nicht.

Nun ja, der Behälter ist weder wasserdicht, noch luftdicht. Nur wenn auf den Deckel von außen Druck ausgeübt wird, solange ist er dicht.

Kann es mir jemand erklären?

Ja.

Das eingefüllte Wasser ist Leitungswasser mit 15-18°C,

die Raumtemperatur beträgt 18-20°C.

Tut nix zur Sache in diesem Fall.

Kann man diese Behälter als einwandfrei luft- und wasserdicht
ansehen?

Äh, also bitte, wiederhole doch noch einmal, was du bei deinen Experimenten bemerkt hast.

Ich brauche sie als dampfdruckdichte Behälter,

Dann solltest entweder ein Gewicht auf den Deckel stellen, oder dir besser ein Reagenzglas oder einen Erlenmeyerkolben mit Stopfen kaufen.

denn es soll ein hygroskopisches Material hinein,

das keine zusätzliche Feuchte aus umgebender Raumluft
aufnehmen darf.

Wie gesagt…

Vielen Dank für Tipps und Antworten

Bitte,
Uwe

#3

Hallo

Nun ja, der Behälter ist weder wasserdicht, noch luftdicht. Nur wenn auf den Deckel von außen Druck ausgeübt wird, solange ist er dicht

Was noch zu beweisen wäre.
Dass keine Luftblasen aus dem untergetauchten Behälter dringen, ist (bei kleinsten Leckagen) kein Beweis für die Dichtigkeit des Behälters, sondern es müsste kontrolliert werden, ob nach längerem Untertauchen kein Wasser in den Behälter eingedrungen ist.

Gruß merimies

#4

Tach,
bei wasser-, luft- oder dampfdicht in deinen Ausführungen fehlt mir der Bezug zum Innen- bzw. Umgebungsdruck. Diesen solltest du definieren, da es m.W. keine allgemeingültige Regelung für dichtschliessende Behältnisse gibt. Ferner sollte bedacht werden, dass die meisten Dichtungen ab und an aufgrund von Alterungs- und Gebrauchsspuren ersetzt werden müssen.

Gruss

B

#5

Hallo,
…gut, versuchen wir uns in genaueren Zahlen.
Bitte korrigieren, wenn die Überlegung oder Einheit nicht stimmt.

neuer Test: Das Gefäß steht bei 1030 hPa Außendruck auf dem Deckel.
Es ist zu 2/3 mit Wasser angefüllt,
von innen lastet eine 0.3m Wassersäule
Das sind 30 hPa=30N/m²=3kg/m² ??
Deckel und Dichtung halten der Belastung nicht
stand. Es tritt Wasser aus.

Im Gebrauch soll der Behälter folgende Anforderung erfüllen:
Es soll innerhalb üblicher Luftdruckschwankungen zwischen
960 und 1060 hPa diffusionsdicht sein,
was meiner Ansicht nach mit Wasser- und Luftdichtheit gleichgesetzt werden kann.

Der Druckunterschied beträgt bei dieser Anforderung 100hPa.
Im Test zeigt das Gefäß schon bei 20-30hPa Druckunterschied keine Dichtheit.

Ist hiermit der Beweis erbracht, dass die Anforderung nicht erfüllt wird?

…die Dichtungen sind das Problem. Sie auszuwechseln wird schwierig. Der Hersteller hält sich ungesprächig.
DINs zur Dichtheit findet man nirgendwo. Es gibt UN-Zertifizierungen. Im Wesentlichen regeln sie aber andere Punkte.

Gruss W

#6

stimmt, @merimies…das kann man so nicht machen.
Es wird auf Dauer Wasser eindringen.

Ich hatte den breiten Gewinderand von außen vergessen.
Dort werden sich die Luftbläschen erstmal ansammeln,
bis sie mit einem deutlichen Blubb entweichen.

Danke

#7

Hallo,
Kein Physiker? Und trotzdem fühlbar unterfordert.
Nun gut, lieber Uwe. Ich danke für die joviale Antwort.

Es ist und bleibt allerdings wichtig, die Sache möglichst genau
zu betrachten:
Der Anpressdruck des beschleunigten Wassers ist nicht höher als die Luftsäule von außen, sondern höher, als die Dichtung es im vorliegenden Zustand aushält.
Die Luftsäule ist nach meiner Ansicht egal, weil Innen- und Außendruck in diesem Moment identisch sind.
Die Dichtheit wird zudem nicht durch irgendeinen Druck auf den Deckel (und Dichtung), sondern durch das Anzugsmoment seines Gewindes bestimmt.
Dieses Moment dürfte erheblich sein…und höher, als ein leiser Zusatzdruck in 0,4m Wassertiefe.
(Bedenken: Der Druck wirkt übrigens auch auf den gesamten Behälter und somit als Gegendruck von innen auf den Deckel).

So kompliziert wollen wir´s aber nicht machen.
@merimies hat Recht. Der Behälter war nur anscheinend über 1min unter Wasser dicht.
Und er wäre bei längerem Tauchgang voll gelaufen.

Innen- und Außendruckverhältnisse könnten anders aussehen, wenn Wasser mit deutlich abweichender Temperatur eingefüllt wird, als die Innenluft sie aufweist. Deshalb ist die Temperatur des eingefüllten Mediums nicht egal.
Gröblicher Unfug wäre es, ein Gewicht auf den Gewindedeckel zu legen, um Dichtheit zur erhöhen… :smile:…:smile:

#8

Tach,
hinsichtlich deines Problemes „wasser- bzw. diffusionsdichte“ Ausführung, würde ich ggf. Anleihen hier suchen http://de.wikipedia.org/wiki/Wassers%C3%A4ule

Gruss

B