Zwei unterschiedlich stark aufgeblasene Luftballons gleicher Art sind duch eine Röhre miteinander verbunden. Was passiert, wenn das System „freigegeben“ wird: Bläst der große Ballon den kleinen oder der kleine den großen weiter auf?
gottlieb
demdiepustenichtausgeht
Hallo Gottlieb!
Ich würde sagen der größere bläst den kleineren auf, bis beide die gleiche Größe erreicht haben. Nach dem Pascalschen Prinzip ist der Druck überall auf der Innenseite eines Ballons gleich. Dieser Druck entspricht der „Rückstellkraft“ des Gummis, aus dem der Ballon besteht. An der Verbindungsstelle, also der Röhre ist aber nun der äußere Druck kleiner, da der andere Ballon ja nicht so stark aufgeblasen ist. Dieser Druckunterschied muß aber ausgeglichen werden, damit das Pascalsche Prinzip nicht verletzt wird. Innerhalb des Gesamtsystems der beiden Ballons muß ja wieder pro Fläche der selbe Druck vorhanden sein.
Ich hoffe, ich liege mit dieser Erklärung richtig.
Gruß
Michael
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du liegst richtig
es ist wie bei 2 Wassereimern die durch eine Röhre verbunden sind (die röhre muss aber im wasser sein).
Da läuft das Wasser aus dem volleren Eimer auch so lange in den weniger vollen Eimer bis beide gleich sind
der kleine bläst den grossen auf
Kennt man aus der Lebenserfahrung: Am Anfang ist ein Ballon schwer aufzublasen… dann gehts immer leichter!
Gruss
Tefan
es ist wie bei 2 Wassereimern die durch eine Röhre verbunden
sind (die röhre muss aber im wasser sein).Da läuft das Wasser aus dem volleren Eimer auch so lange in
den weniger vollen Eimer bis beide gleich sind
Hallo Yves,
es wird tatsächlich der große vom kleinen Ballon aufgeblasen, bis der kleine fast leer ist. Die Erklärung dazu ist nicht ganz trivial, aber wir haben das schonmal am Beispiel von Seifenblasen ausführlich diskutiert. Schau mal im Archiv unter: http://www.wer-weiss-was.de/cgi-bin/forum/showarchiv…
Ich hoffe dann wir es klarer 
Jörg
ups,
und wie war es von wegen Wassereimer?
ups,
und wie war es von wegen Wassereimer?
Da ist es etwas einfacher. Der hydrostatische Wasserdruck ist proportional zur Füllhöhe. Deswegen erfolgt der Druckausgleich solange, bis die Pegel gleich sind. Vorrausgesetzt natürlich, das der Atmosphärendruck in beiden Eimern gleich ist, d.h. sie müssen oben offen sein.
Jörg
das ist richtig…
das sind aber unterschiedliche drücke, die herrschen…
einerseits über- und andererseiits unterdruck…
meine ich
Gruß
Marco
… ich habe im Archiv nachgeschaut, und mich eines besseren belehren lassen. Ist ja im Nachhinein auch logisch. Wenn man sich nicht sicher ist, soll man halt doch lieber schweigen.
Gruß
Michael
Die Erklärung im Archiv fand ich ja recht einleuchtend, aber ganz glauben wollte ich es nun doch nicht, und habe das ganze mal in der Praxis ausprobiert. Ich habe also zwei Luftballons genommen, einen sehr groß aufgeblasen, den anderen etwas kleiner. Diese beiden Ballons habe ich dann jeweils über die beiden Enden eines Röhrchens gestülpt. Die Ballons waren noch mit einer Klammer gesichert, damit noch keine Luft strömen konnte. Als ich diese aber gelöst habe, passierte zunächst gar nichts. Beide behielten ihre ursprüngliche Größe. Wenn ich nun den kleineren Ballon zusammendrücke, wird der andere selbstverständlich größer.
Als ich dann aber losgelassen habe, ist die Luft vom Größeren in den Kleineren geströmt!
Die Ballons haben nach kurzer Zeit etwa dieselbe Größe erreicht. (Ich hatte die Ballons zuvor beide auf die gleiche Größe aufgeblasen, damit beide schon einmal gedehnt wurden, um bei beiden die gleichen Vorraussetzungen zu haben).
Vielleicht kann jemand diesen Widerspruch auflösen. Ich kann mir nicht vorstellen, daß in einem geschlossenen System der Druck an einer Stelle der Innenseite ein anderer ist als an einer anderen Stelle.
Michael
Theorie und Praxis…
Hi Michael
hehe, das gefällt mir…
man sieht den Praktiker!
Auch eine wirklich saubere Versuchsanordnung… (erst alle gleich stark dehnen… wow)
Die Erklärug im Archiv geht davon aus, das man das Material unendlich weit ausdehnen kann und die Kraft durch die Ballonwand also immer gleichbleibt, egal wie groß man den Ballon aufbläst.
In der Natur sind unsere Ballone aber leider nicht so ideal… je weiter man aufbläst, desto höher der Innendruck, weil der Ballon immer stärker zurückdrückt.
Das heisst: in einem starker aufgeblasenen Ballon herrscht ein höherer Innendruck als im gleichen, weniger stark aufgeblasenen.
der Trick mit dem kleineren, der den größeren aufbläst, geht aber nur, wenn in beiden der gleiche Druck herrscht…
Z.B. geht es mit Seifenblasen… wenn man Glück hat *schiefgrins*
tja:
Grau Grau ist alle Theorie
und Grün des Lebens güldner Baum
Gruß
Mike
weiter so!
… für die Aufklärung, Michael. Daraus entnehme ich, daß ich mit meiner Erklärung nicht so falsch gelegen habe. Sicherlich könnte der umgekehrte Fall bei verschiedenen Ballons auftreten (unterschiedlich dehnbares Material), aber in der Aufgabenstellung war ja ausdrücklich von zwei gleichen Ballons die Rede. Für mich ist das Problem damit geklärt. Sollte es doch noch Einwände geben, dann ist dies sowieso mehr ein Thema für das Mathematik- und Physikbrett (wo die Aufgabe ja eigentlich hingehört hätte).
Michael
Hallo Mike,
als eingefleischter Praktiker mit ein wenig theoretischen Kenntnissen kann ich da einiges nicht kommentarlos stehenlassen
Die Erklärug im Archiv geht davon aus, das man das Material
unendlich weit ausdehnen kann
Es ging nur um eine endliche Ausdehnung, also um einen Bereich, dem das Material standhält.
und die Kraft durch die
Ballonwand also immer gleichbleibt, egal wie groß man den
Ballon aufbläst.
Diese Annahme wurde nur für die Haut der Seifenblase vermutet.
In der Natur sind unsere Ballone aber leider nicht so ideal…
Das ist natürlich richtig, aber die Sache ist nicht ganz so einfach.
je weiter man aufbläst, desto höher der Innendruck, weil der
Ballon immer stärker zurückdrückt.
Das stimmt so nicht. Es gibt beim aufpumpen des Ballons 2 Bereiche, in denen der Druck beim Aufblasen ansteigen kann. Einmal ganz am Anfang, wenn sich der Druck aufbaut und das noch erschlaffte Gummi sich zu spannen beginnt. Der zweite Bereich ist der, wo das Gummi an seine Streckungsgrenze kommt. Im Bereich der Streckungsgrenze legt das Gummi nochmal kräftig an Spannung zu, bevor es dann zerreißt.
Das heisst: in einem starker aufgeblasenen Ballon herrscht ein
höherer Innendruck als im gleichen, weniger stark
aufgeblasenen.
Das hängt eben von den genauen Versuchsbedingungen ab
der Trick mit dem kleineren, der den größeren aufbläst, geht
aber nur, wenn in beiden der gleiche Druck herrscht…
Nein, das wäre dann genau der Fall, in dem garnichts passiert.
Z.B. geht es mit Seifenblasen… wenn man Glück hat
*schiefgrins*
Da geht es aber nur, weil der Druck in der kleinen Base größer ist.
tja:
Grau Grau ist alle Theorie
und Grün des Lebens güldner Baum
Nun ist es aber so, daß der Versuch, so wie er im Archiv beschrieben ist, praktisch durchführbar ist und dann auch genauso abläuft bzw. ablaufen kann. Wie gesagt: Der kleine Ballon bläßt den großen auf. Wie so oft kann man durch „Herumdrehen“ an den Versuchsparametern das Ergebnis beeinflussen oder, wie in diesem Fall, sogar „umkippen“.
Es gibt hier Fehlerquellen, vor allem bei den kleinen Billigballons ( 10 Stk. 1,99 DM oder so ). Erstmal dehnt sich das Material sehr stark, wenn der Ballon einmal voll aufgeblasen wurde. Danach ist der interessante Bereich zwischen Erschlaffung und Streckungsgrenze nicht mehr so ausgeprägt und es überlagern sich dort gegenläufige Effekte. Um der Sache einen praktischen Bezug zu verschaffen, habe ich mal qualitativ die Volumen-Druck-Kennlinie eines solchen Ballons aufgenommen. Bei einem neuen Ballon steigt der Druck beim Aufblasen zunächst stark an, um dann beim weiteren Aufblasen wieder abzufallen. Später steigt der Druck wieder. Lasse ich die Luft langsam wieder ab, ist der Druckverlauf umgekehrt. Allerdings ist das Druckmaximum kurz vor der Erschlaffung zwar immer vorhanden, aber nicht mehr so ausgeprägt. Stattdessen bleibt der Druck über weite Bereiche fast konstant. Das erklärt dann auch, warum manchmal garnichts passiert, wenn zwei unterschiedlich große Ballons miteinander verbunden sind.
Gruß
Mikeweiter so!
ganz meiner Meinung, wir können nur schlauer werden
Jörg
Hallo Jörg!
Daraus entnehme ich, Das letztendlich doch beide Vermutungen richtig sind, denn anscheinend kommt es doch in erster Linie darauf an, welchen Ballon man verwendet. Meine Ballons (waren übrigens schweineteuer!!!) ließen sich von Anfang an leicht aufblasen. Das Druckmaximum zu Beginn war also auch beim ersten Aufblasen schon nicht so ausgeprägt. Mit einem anderen hätte es natürlich genau andersherum funktionieren können - hängt wie bereits gesagt, vom Versuchsaufbau ab. Ich habe es noch einmal mit zwei Ballons probiert, die anfangs sehr schwer aufzublasen sind. Es ist zwar richtig, daß nun der kleinere einen größeren Innendruck besitzt, aber wenn ich beide zuvor schon einmal gedehnt habe (was meiner Meinung nach nötig ist, weil ich sonst nicht von zwei gleichen Ballons sprechen kann, da sich beim ersten Aufblasen die Materialeigenschaften doch noch stark ändern), dann ist der Fall wieder umgekehrt. Man kann also doch nicht von einem falschen Versuchsaufbau reden, wenn es viele Möglichkeiten gibt, diesen Umzusetzten. Genaue Vorraussetzungen waren in der Aufgabe auch nicht gegeben, deshalb kann man alles auch so drehen, daß beides hinkommt.
Ich hoffe, wir können das Thema nun endlich begraben…
Michael