Negativer absoluter Druck möglich ?
manfred ullrich
>Ist es physikalisch sinnvoll und interpretierbar, wenn der absolute
>statische
>Druck in einer Fluessigkeit negativ ist ?
>
Hallo Tim,
ich nehme an, Kohaesion hat mit absolutem, negativem Druck zu tun.
Gruss, Manfred
--
__________________________________________________________
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Tim Franke
statische
Druck in einer Fluessigkeit negativ ist ?
Gruss,
Tim
Tim Franke
"Anette Stegmann" <anette_s...@gmx.de> wrote in message
news:Xns921B91A70B634...@news.t-online.de...
> Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt.
Hu, das muss man erstmal verstehen !
Also Beispiel:
Ideales Wasser strömt durch eine Düse, in dessen engstem Querschnitt
der statische Druck minimal wird. Nun koennte man ja den Massenstrom immer
weiter anheben,
so dass der stat. Druck immer weiter sinkt. Kann der stat. Druck nun
irgendwann negativ werden ?
Gruss,
Tim
Thorsten Nitz
> Ideales Wasser strömt durch eine Düse, in dessen engstem Querschnitt
> der statische Druck minimal wird. Nun koennte man ja den Massenstrom immer
> weiter anheben,
> so dass der stat. Druck immer weiter sinkt. Kann der stat. Druck nun
> irgendwann negativ werden ?
Wenn der Druck niedrig genug wird (aber noch positiv ist), verdampft das
Wasser. Weiteres dazu findest Du unter dem Suchbegriff "Kavitation".
--
Tschö, wa!
Thorsten
Tim Franke
"Thorsten Nitz" <t...@cli.de> wrote in message
news:3CF23124...@cli.de...
> Wenn der Druck niedrig genug wird (aber noch positiv ist), verdampft das
> Wasser. Weiteres dazu findest Du unter dem Suchbegriff "Kavitation".
Nun koennte man sich ja vorstellen, dass das Wasser eben ideal ist, also
soweit wie möglich entgast und keimfrei. Die Kavitationsneigung muesste dann
doch erheblich gemindert werden. Wenn ich davon ausgehe, das bei 20°C
Wassertemperatur
der Dampfdruck bei ca. 2300 Pa liegt, kann ich bei idealem Wasser doch
schnell mal tiefer
im Druck rutschen, oder ?
Gruss,
Tim
Michael Dahms
>
> Ist es physikalisch sinnvoll und interpretierbar, wenn der absolute
> statische
> Druck in einer Fluessigkeit negativ ist ?
Definiere bitte "absoluter statischer Druck einer Flüssigkeit".
Michael Dahms
Tim Franke
"Michael Dahms" <michae...@gkss.de> wrote in message
news:acte5d$snc1p$4...@ID-65464.news.dfncis.de...
> Definiere bitte "absoluter statischer Druck einer Flüssigkeit".
Bernoulli-Gleichung für einen Stromfaden (ohne Höhendifferenz):
p_st + 0.5 rho v^2 = const
p_st = absoluter stat. Druck
Gruss,
Tim
Michael Dahms
Also:
const. - 0.5 /rho v^2 = p_st
Danach kann p_st negativ werden.
Michael Dahms
BTW: http://www.oe-faq.de, Punkte 4.01 und 3.20 durchzugehen sind
vorteilhaft in dsp.
Roland Franzius
Tim Franke schrieb:
> Ist es physikalisch sinnvoll und interpretierbar, wenn der absolute
> statische
> Druck in einer Fluessigkeit negativ ist ?
Nein, zumindest nicht im lokalen thermischen Gleichgewicht. Es gilt
bekanntlich der 1. Hauptsatz in der Form
dS =1/T dE +P/T dV
Ein energetisch isoliertes System dE=0 mit negativem Druck oder
negativer Temperatur wird also spontan unter Entropiegewinn kollabieren.
Flüssigkeiten, die kollabieren sind aber wohl keine im üblichen Sinne
des Wortes Flüssigkeit sind nahezu inkompressibel und energiearm
verformbar. Flüssigkeiten mit negativer Temperatur kann es eigentlich
auch nicht geben, da negative Temperatur einen endlichen Zustandsraum
für die Teilchenimpulse voraussetzt, was nicht zur im Prinzip freien
Bewegung des Fließens sondern eher zu Spinklappsysteme passt.
Denkbar ist aber ein matastabiler Zustand bei Phasenübergängen oder
chemischen Reaktionen, bei denen die Dichte zunimmt, die Veränderung des
Volumens aber erst mit Initialzündung einsetzt. Dann übt die Flüssigkeit
einen negativen Druck auf die Wand aus, solange sie an ihr haftet.
--
Roland Franzius
Carla Schneider
Ich habe mal ein Barometer (fuer ganz niedrige Druecke) gebaut, ein Reagenglas
das mit dem Boden nach oben in einem groesseren Schraubglas
steht. auf dessen Boden Oel ist. Wenn man ein Vakuum im
Schraubglas erzeugt und es schraeg stellt so dass auch aus
dem Reagenzglas alle Luft entweichen kann und es dann wieder
gerade stellt und Luft hineinlaesst fuellt sich das
Reagenzglas vollstaendig mit oel.
Wenn man dann wieder ein Vakuum im Schraubglas erzeugt
kommt es vor dass das Reagenzglas oelgefuellt bleibt.
Der Hydrostatische Druck muesste also im oberen Teil
negativ sein.
Mario Spindler
Hallo Tim,
Ich hab genau dasselbe Problem, allerdings mit Luftströmung durch eine
Venturidüse (Ist ein Praktikumsversuch). Der statische Druck sinkt ebenfalls
kurz vor der Verengung unter den Wert Null. Die Bernoulligleichung ist aber
erfüllt. Liegt bei uns daran, daß der Gesamtdruck in der Verengung kleiner
als der dynamische Druck ist. Ergo muß p_stat < 0 sein.
schön zu wissen, daß andere Leute dieselben Ergebnisse herausbekommen ...
;-)
bye, Mario
Michael Dahms
>
> Der statische Druck sinkt ebenfalls
> kurz vor der Verengung unter den Wert Null. Die Bernoulligleichung ist aber
> erfüllt. Liegt bei uns daran, daß der Gesamtdruck in der Verengung kleiner
> als der dynamische Druck ist. Ergo muß p_stat < 0 sein.
Man merkt, daß die Rechengrößen statischer und dynamischer Druck nicht
unbedingt physikalisch sinnvolle Größen sind.
Druck hat IIRC etwas damit zu tun, daß Gasatome eine kinetische Energie
haben. Da die kinetische Energie nicht kleiner als Null werden kann, ist
es ein wenig irreführend, mit dem Wort Druck einen negativen Wert zu verbinden.
Michael Dahms
Andreas Pistelok
Mario Spindler schrieb:
Hallo Mario,
ist das wirklich der statische absolute Druck oder nur die
Druckdifferenz in Bezug auf eine absolute Groesse, imho kann man doch
genau wie bei Spannungen nur Druckdifferenzen messen, so dass Du
womoeglich nur unter Deinem Bezugsdruck liegst...
Ansonsten verstehe ich wirklich nicht, wie da ein negativer Druck
entstehen soll, es sei denn kuenstlich eingefuehrt bzw. nichtisotrop.
Andreas
Andreas Pistelok
wieder vor!
Andreas
Tim Franke
> Druck hat IIRC etwas damit zu tun, daß Gasatome eine kinetische Energie
> haben. Da die kinetische Energie nicht kleiner als Null werden kann, ist
> es ein wenig irreführend, mit dem Wort Druck einen negativen Wert zu
verbinden.
Kann man den den Druckbegriff in Gasen und Flüssigkeiten die gleiche
Bedeutung geben ?
(Hier ging's ja um Wasser)
GRuss,
Tim
Michael Dahms
>
> "Michael Dahms" <michae...@gkss.de> wrote:
> >
> > Druck hat IIRC etwas damit zu tun, daß Gasatome eine kinetische Energie
> > haben. Da die kinetische Energie nicht kleiner als Null werden kann, ist
> > es ein wenig irreführend, mit dem Wort Druck einen negativen Wert zu verbinden.
>
> Kann man den den Druckbegriff in Gasen und Flüssigkeiten die gleiche
> Bedeutung geben ?
> (Hier ging's ja um Wasser)
Danke für die Erinnerung. Wenn der Druck kleine Werte annimmt (aber noch
>0), verdampft Wasser und wird ein Gas.
Michael Dahms
BTW: Du möchtest Deinen Newsreader gemäß http://www.oe-faq.de, Punkt
4.01 und Punkt 3.20 einstellen. Umgehend!
Tim Franke
> >0), verdampft Wasser und wird ein Gas.
Ja, aber das ist doch genau der Punkt, ob das Wasser tatsächlich
schlagartig beim Unterschreiten des Dampfdrucks verdampft !
Wie bereits gesagt, glaube ich, dass sehr reines Wasser eben
resistenter gegen Kavitation ist und somit auch kleiner Drücke
als der Dampfdruck ertragen werden koennen.
Aber genau da bin ich mir eben nicht so ganz sicher.
Gruss,
Tim
Mario Spindler
> Bedeutung geben ?
> (Hier ging's ja um Wasser)
Zumindest kann man auf beide Strömungen ja mal die Bernoulligleichung
anwenden.
und das klappt anscheinend ganz gut.
Arnim Rohwedder
"Tim Franke" <tim_f...@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:acvmok$suvni$1...@ID-29641.news.dfncis.de...
Die Kavitationsschwelle von Wasser ist frequenzabhängig.
Bei 100 kHz Sinus hält Wasser eine Schallwechseldruckamplitude von max. 3
bar aus; d.h. -2bar absolut.
Bei 1Mhz sind es bereits 50 bar!
Gruß, Arnim
Tim Franke
"Arnim Rohwedder" wrote
> Was heißt schlagartig?
> Die Kavitationsschwelle von Wasser ist frequenzabhängig.
> Bei 100 kHz Sinus hält Wasser eine Schallwechseldruckamplitude von max. 3
> bar aus; d.h. -2bar absolut.
> Bei 1Mhz sind es bereits 50 bar!
Welche Frequenz meinst Du ? Die Frequenz einer Druckschwankung ?
Das wuerde doch heissen, dass Wasser das durch eine Duese strömt durchaus
einen negativen Druck ertragen koennte, ohne zu kavitieren, oder ??
Gruss,
Tim
Mario Spindler
> Druckdifferenz in Bezug auf eine absolute Groesse, imho kann man doch
> genau wie bei Spannungen nur Druckdifferenzen messen, so dass Du
> womoeglich nur unter Deinem Bezugsdruck liegst...
>
> Ansonsten verstehe ich wirklich nicht, wie da ein negativer Druck
> entstehen soll, es sei denn kuenstlich eingefuehrt bzw. nichtisotrop.
Hallo Andi, Du mal wieder ;-)
Ja wie du weißt, das Grundpraktikum...
Wir messen den Druck Druck mit einer Drucksonde (Kombination aus Pitotrohr
und Prandtl-Rohr). Natürlich wird der Druck über eine Differenz bestimmt.
Diese Differenz ist gerade der statische Druck. Am Anfang ist die Strömung
relativ langsam, da Rohrdurchmesser groß. An dieser Stelle drückt der
statische Druck zusammen mit dem dynamischen Druck. Beide ergeben den
Gesamtdruck. Sobald das Rohr enger wird, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
drastisch zu und vergrößert den dynamischen Druck (jetzt größer als
Gesamtdruck!) - von da an wirkt der statische Druck wie ein Sog (kleiner
Null). Zusammenaddiert erhält man wieder den Gesamtdruck = konst. So hatte
mir es unser Praktikumsleiter Herr Dr. B. (der dir ja noch ein Begriff sein
sollte) erklärt.
der mario
W.Ri...@t-online.de
>Ist es physikalisch sinnvoll und interpretierbar, wenn der absolute
>statische
>Druck in einer Fluessigkeit negativ ist ?
Ich bin hier spaet dran und ich weiss nicht, wo ich in den
verschiedenen News-Readern auftauche.
Es sollte weit unten stehen.
In Fluessigkeiten gibt es absolute negative Druecke.
Sie äussern sich in Zugkraeften auf die Waende.
Fuer mich ist das die Definition fuer negative Druecke.
Es wurde hier viel theoretisiert, sowie Kavitation und Bernoulli
bemueht.
Der brauchbarste Beitrag kam von Carla Schneider:
Ein oel-gefuelltes Barometer bleibt oben "kleben", so dass
offensichtlich eine *Zugspannung* in der Fluessigkeitssäule entsteht.
Dieser Zustand ist nicht sehr stabil, z.B. reisst die Fluessigkeit
durch Klopfen leicht ab und zeigt dann den richtigen Druck an.
Bei vorsichtigem Hantieren sollen meterlange Säulen der genannten Art
erzeut worden sein.
Ich kenne das von Hebern, die (ebenfalls im Vakuum) im oberen Teil mit
geringem negativen Druck funktionieren. IIRC im Pohl beschrieben.
Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
dE = - p dV
Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
von Gasen und Festkoerpern.
Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
wird.
Tim Franke: Man kann die Stroemungsgeschwindigkeit in der engsten
Stelle möglicherweise nur bis zur Schallgeschwindigkeit steigern.
Zumindest gilt das fuer Gase.
Thorsten Nitz: Es gibt einen Siedeverzug.
Manfred Ullrich: Kohaesion halte ich hier fuer einen guten Hinweis.
Mario Spindler: Habe ich nicht verstanden. Aber in Gasen (hier Luft)
wird der *absolute* Druck ganz sicher nicht negativ, in Fluessigkeiten
schon.
Arnim Rohwedder: [Kavitationsschwelle (Erstaunliche Groessen)]. Die
Frequenzabhaengigkeit klingt nach Siedeverzug.
Andreas Pistolek: [Bezugsdruck nicht Null] Derselbe Verdacht kam mir
auch bei allen Bernoulli-Beitraegen.
W.Riedel
Tim Franke
> Tim Franke: Man kann die Stroemungsgeschwindigkeit in der engsten
> Stelle möglicherweise nur bis zur Schallgeschwindigkeit steigern.
> Zumindest gilt das fuer Gase.
Das ist schon klar. Aber es geht hier eben um Wasser.
Gruss,
Tim
Andreas Pistelok
> Andreas Pistolek: [Bezugsdruck nicht Null] Derselbe Verdacht kam mir
> auch bei allen Bernoulli-Beitraegen.
>
> W.Riedel
Falsch, richtig muss es heissen "Pistelok", alter schlesischer Hochadel
*g*
Andreas Pistelok
Christopher Eltschka
> "Tim Franke" <tim_f...@gmx.de> wrote:
>
> >Ist es physikalisch sinnvoll und interpretierbar, wenn der absolute
> >statische
> >Druck in einer Fluessigkeit negativ ist ?
>
> Ich bin hier spaet dran und ich weiss nicht, wo ich in den
> verschiedenen News-Readern auftauche.
> Es sollte weit unten stehen.
>
> In Fluessigkeiten gibt es absolute negative Druecke.
> Sie äussern sich in Zugkraeften auf die Waende.
> Fuer mich ist das die Definition fuer negative Druecke.
[...]
> Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
> dE = - p dV
> Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
> Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
> von Gasen und Festkoerpern.
Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
sinnvoll definierbar.
Wenn etwas an der Außenwand zieht, dann bedeutet es, daß es geringere
Energie bekommt, wenn die Außenwand nach innen wandert, das Volumen
also kleiner wird (wenn die Energie in diese Richtung nicht kleiner
würde, dann würde es in diese Richtung nicht ziehen).
Wenn aber eine Volumenverringerung eine Energieerniedrigung bedeutet,
dann bedeutet eine Volumenerhöhung eine Energieerhöhung. Und das ist
laut obiger Formel genau bei p<0 der Fall.
Somit stimmt diese Formel genau mit Deiner Definition überein, außer,
daß sie eine quantitative Aussage über den Druck macht, während Du nur
eine qualitative machst.
> Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
> negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
> wird.
Und dieses Auseinanderziehen kostet Dich Energie, erhöht also die
Energie des Festkörpers. Und zwar genau um den Betrag \int(-p)dV.
[...]
W.Ri...@t-online.de
>
>> Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
>> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
>> dE = - p dV
>> Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
>> Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
>> von Gasen und Festkoerpern.
>
>Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
>sinnvoll definierbar.
Verstehe ich nicht.
1) Um in dieser streitbaren NG nicht angemotzt zu werden, schrieb ich
*nicht*, dass o.g. Definition nicht sinnvoll ist, sondern "_hier_
weniger geeignet ist" ...
2) In meinem schlichten Verstaendnis ist: Druck = Kraft / Flaeche
>Wenn etwas an der Außenwand zieht, dann bedeutet es, daß es geringere
>Energie bekommt, wenn die Außenwand nach innen wandert, das Volumen
>also kleiner wird (wenn die Energie in diese Richtung nicht kleiner
>würde, dann würde es in diese Richtung nicht ziehen).
Das habe ich schon verstanden.
Aber: was ist, wenn etwas an der Aussenwand zieht und
a) die Aussenwand einfach _nicht_ nach innen wandert
oder
b) das ziehende (besser vorstellbar das drueckende) Medium die
Aussenwand in heftige Bewegung versetzt und dabei dennoch kein
(Unter-)Druck entsteht, weil die Wand keinen Widerstand ausuebt.
Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
natuerlich nicht falsch.
>Wenn aber eine Volumenverringerung eine Energieerniedrigung bedeutet,
>dann bedeutet eine Volumenerhöhung eine Energieerhöhung. Und das ist
>laut obiger Formel genau bei p<0 der Fall.
Richtig (s.o.). Aber hier geht es um Druecke, bei denen die
Kompressibilitaet der beteiligten Medien voellig unwichtig ist.
>Somit stimmt diese Formel genau mit Deiner Definition überein, außer,
>daß sie eine quantitative Aussage über den Druck macht, während Du nur
>eine qualitative machst.
Druck = Kraft / Flaeche
>> Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
>> negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
>> wird.
>
>Und dieses Auseinanderziehen kostet Dich Energie, erhöht also die
>Energie des Festkörpers. Und zwar genau um den Betrag \int(-p)dV.
_Auseinander_ziehen kostet mich Energie, bloßes Ziehen (ohne Weg)
nicht.
Und bitte; dass jeder Festkoerper ein endliches E-Modul hat und
nachgibt, weiss ich schon.
W.Riedel
W.Ri...@t-online.de
Schon klar. Mein Einwand war eher eine Reihe von Fragen:
Bei Gasen wird in einer konvergenten Duese die Schallgeschwindigkeit
nicht ueberschritten.
1) Gilt das auch fuer Fluessigkeiten?
D.h. z.B. Wie sieht die Duese einer Wasserstrahl-Blechschneide-
Maschine aus?
2) Ohne wirklich etwas zu wissen, glaube ich nicht, dass hier eine
Laval-Duese funktioniert.
3) Ist der Strahl schneller als die Schallgeschwindigkeit im Wasser?
Unabhaengig davon kann auch Wasser in der Duese nur so lange
beschleunigt werden, wie ein _positiver_ Wanddruck in Staudruck
umgewandelt werden kann. D.h. auch mit Wasser ist durch Bernoulli kein
negativer _absoluter_ Druck erzeugbar.
W.Riedel
W.Ri...@t-online.de
Asche auf mich.
Wolfgang Riedel, alter schlesischer Stammbaum (50% aus Hindenburg,
"Riedel" kommt von der anderen Haelfte - aus Sachsen).
W.Riedel
Christopher Eltschka
> Christopher Eltschka <celt...@web.de> wrote:
>
> >
> >> Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
> >> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
> >> dE = - p dV
> >> Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
> >> Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
> >> von Gasen und Festkoerpern.
> >
> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
> >sinnvoll definierbar.
>
> Verstehe ich nicht.
> 1) Um in dieser streitbaren NG nicht angemotzt zu werden, schrieb ich
> *nicht*, dass o.g. Definition nicht sinnvoll ist, sondern "_hier_
> weniger geeignet ist" ...
> 2) In meinem schlichten Verstaendnis ist: Druck = Kraft / Flaeche
Und Kraft = Arbeit/Weg.
Weil es um Arbeit geht, die der Körper verrichtet, gilt außerdem:
Energieänderung = -Arbeit.
Und Weg*Fläche ist Volumenänderung.
Also ist Druck = Arbeit/(Weg*Fläche) = -Energieänderung/Volumenänderung
Kurz: p = dE/dV oder dE = p dV.
>
> >Wenn etwas an der Außenwand zieht, dann bedeutet es, daß es geringere
> >Energie bekommt, wenn die Außenwand nach innen wandert, das Volumen
> >also kleiner wird (wenn die Energie in diese Richtung nicht kleiner
> >würde, dann würde es in diese Richtung nicht ziehen).
>
> Das habe ich schon verstanden.
> Aber: was ist, wenn etwas an der Aussenwand zieht und
> a) die Aussenwand einfach _nicht_ nach innen wandert
Das macht nichts. Es geht darum, daß die Energie kleiner *würde*, wenn
die Außenwand nach innen *wanderte*.
Wenn ich einen Gegenstand in 1 Meter höhe festhalte, dann erfährt er
dennoch eine Kraft nach unten, weil das Gravitationspotential (also
die potentielle Energie) nach unten abnimmt. Obwohl der Gegenstand ja
gerade daran gehindert wird, nach unten zu fallen.
> oder
> b) das ziehende (besser vorstellbar das drueckende) Medium die
> Aussenwand in heftige Bewegung versetzt und dabei dennoch kein
> (Unter-)Druck entsteht, weil die Wand keinen Widerstand ausuebt.
Dann befindet sich das System nicht im Gleichgewicht, und die Entropie
steigt an.
>
> Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
> Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
> natuerlich nicht falsch.
Das ist ein Irrtum. Siehe oben.
>
> >Wenn aber eine Volumenverringerung eine Energieerniedrigung bedeutet,
> >dann bedeutet eine Volumenerhöhung eine Energieerhöhung. Und das ist
> >laut obiger Formel genau bei p<0 der Fall.
>
> Richtig (s.o.). Aber hier geht es um Druecke, bei denen die
> Kompressibilitaet der beteiligten Medien voellig unwichtig ist.
Und das ist ein noch größerer Irrtum.
>
> >Somit stimmt diese Formel genau mit Deiner Definition überein, außer,
> >daß sie eine quantitative Aussage über den Druck macht, während Du nur
> >eine qualitative machst.
>
> Druck = Kraft / Flaeche
Siehe oben.
>
> >> Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
> >> negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
> >> wird.
> >
> >Und dieses Auseinanderziehen kostet Dich Energie, erhöht also die
> >Energie des Festkörpers. Und zwar genau um den Betrag \int(-p)dV.
>
> _Auseinander_ziehen kostet mich Energie, bloßes Ziehen (ohne Weg)
> nicht.
Die Tatsache, daß Dich das Auseinanderziehen Energie kostet, wird
gerade durch den negativen Druck beschrieben.
Arbeit ist Kraft mal Weg. Beziehungsweise eben Druck mal
Volumenänderung.
> Und bitte; dass jeder Festkoerper ein endliches E-Modul hat und
> nachgibt, weiss ich schon.
Schön.
Christopher Eltschka
> Christopher Eltschka <celt...@web.de> wrote:
>
> >
> >> Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
> >> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
> >> dE = - p dV
> >> Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
> >> Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
> >> von Gasen und Festkoerpern.
> >
> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
> >sinnvoll definierbar.
>
> Verstehe ich nicht.
> 1) Um in dieser streitbaren NG nicht angemotzt zu werden, schrieb ich
> *nicht*, dass o.g. Definition nicht sinnvoll ist, sondern "_hier_
> weniger geeignet ist" ...
> 2) In meinem schlichten Verstaendnis ist: Druck = Kraft / Flaeche
Und Kraft = Arbeit/Weg.
Weil es um Arbeit geht, die der Körper verrichtet, gilt außerdem:
Energieänderung = -Arbeit.
Und Weg*Fläche ist Volumenänderung.
Also ist Druck = Arbeit/(Weg*Fläche) = -Energieänderung/Volumenänderung
Kurz: p = dE/dV oder dE = p dV.
>
> >Wenn etwas an der Außenwand zieht, dann bedeutet es, daß es geringere
> >Energie bekommt, wenn die Außenwand nach innen wandert, das Volumen
> >also kleiner wird (wenn die Energie in diese Richtung nicht kleiner
> >würde, dann würde es in diese Richtung nicht ziehen).
>
> Das habe ich schon verstanden.
> Aber: was ist, wenn etwas an der Aussenwand zieht und
> a) die Aussenwand einfach _nicht_ nach innen wandert
Das macht nichts. Es geht darum, daß die Energie kleiner *würde*, wenn
die Außenwand nach innen *wanderte*.
Wenn ich einen Gegenstand in 1 Meter höhe festhalte, dann erfährt er
dennoch eine Kraft nach unten, weil das Gravitationspotential (also
die potentielle Energie) nach unten abnimmt. Obwohl der Gegenstand ja
gerade daran gehindert wird, nach unten zu fallen.
> oder
> b) das ziehende (besser vorstellbar das drueckende) Medium die
> Aussenwand in heftige Bewegung versetzt und dabei dennoch kein
> (Unter-)Druck entsteht, weil die Wand keinen Widerstand ausuebt.
Dann befindet sich das System nicht im Gleichgewicht, und die Entropie
steigt an.
>
> Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
> Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
> natuerlich nicht falsch.
Das ist ein Irrtum. Siehe oben.
>
> >Wenn aber eine Volumenverringerung eine Energieerniedrigung bedeutet,
> >dann bedeutet eine Volumenerhöhung eine Energieerhöhung. Und das ist
> >laut obiger Formel genau bei p<0 der Fall.
>
> Richtig (s.o.). Aber hier geht es um Druecke, bei denen die
> Kompressibilitaet der beteiligten Medien voellig unwichtig ist.
Und das ist ein noch größerer Irrtum.
>
> >Somit stimmt diese Formel genau mit Deiner Definition überein, außer,
> >daß sie eine quantitative Aussage über den Druck macht, während Du nur
> >eine qualitative machst.
>
> Druck = Kraft / Flaeche
Siehe oben.
>
> >> Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
> >> negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
> >> wird.
> >
> >Und dieses Auseinanderziehen kostet Dich Energie, erhöht also die
> >Energie des Festkörpers. Und zwar genau um den Betrag \int(-p)dV.
>
> _Auseinander_ziehen kostet mich Energie, bloßes Ziehen (ohne Weg)
> nicht.
Die Tatsache, daß Dich das Auseinanderziehen Energie kostet, wird
gerade durch den negativen Druck beschrieben.
Arbeit ist Kraft mal Weg. Beziehungsweise eben Druck mal
Volumenänderung.
> Und bitte; dass jeder Festkoerper ein endliches E-Modul hat und
> nachgibt, weiss ich schon.
Schön.
Christopher Eltschka
> Christopher Eltschka <celt...@web.de> wrote:
>
> >
> >> Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
> >> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
> >> dE = - p dV
> >> Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
> >> Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
> >> von Gasen und Festkoerpern.
> >
> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
> >sinnvoll definierbar.
>
> Verstehe ich nicht.
> 1) Um in dieser streitbaren NG nicht angemotzt zu werden, schrieb ich
> *nicht*, dass o.g. Definition nicht sinnvoll ist, sondern "_hier_
> weniger geeignet ist" ...
> 2) In meinem schlichten Verstaendnis ist: Druck = Kraft / Flaeche
Und Kraft = Arbeit/Weg.
Weil es um Arbeit geht, die der Körper verrichtet, gilt außerdem:
Energieänderung = -Arbeit.
Und Weg*Fläche ist Volumenänderung.
Also ist Druck = Arbeit/(Weg*Fläche) = -Energieänderung/Volumenänderung
Kurz: p = dE/dV oder dE = p dV.
>
> >Wenn etwas an der Außenwand zieht, dann bedeutet es, daß es geringere
> >Energie bekommt, wenn die Außenwand nach innen wandert, das Volumen
> >also kleiner wird (wenn die Energie in diese Richtung nicht kleiner
> >würde, dann würde es in diese Richtung nicht ziehen).
>
> Das habe ich schon verstanden.
> Aber: was ist, wenn etwas an der Aussenwand zieht und
> a) die Aussenwand einfach _nicht_ nach innen wandert
Das macht nichts. Es geht darum, daß die Energie kleiner *würde*, wenn
die Außenwand nach innen *wanderte*.
Wenn ich einen Gegenstand in 1 Meter höhe festhalte, dann erfährt er
dennoch eine Kraft nach unten, weil das Gravitationspotential (also
die potentielle Energie) nach unten abnimmt. Obwohl der Gegenstand ja
gerade daran gehindert wird, nach unten zu fallen.
> oder
> b) das ziehende (besser vorstellbar das drueckende) Medium die
> Aussenwand in heftige Bewegung versetzt und dabei dennoch kein
> (Unter-)Druck entsteht, weil die Wand keinen Widerstand ausuebt.
Dann befindet sich das System nicht im Gleichgewicht, und die Entropie
steigt an.
>
> Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
> Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
> natuerlich nicht falsch.
Das ist ein Irrtum. Siehe oben.
>
> >Wenn aber eine Volumenverringerung eine Energieerniedrigung bedeutet,
> >dann bedeutet eine Volumenerhöhung eine Energieerhöhung. Und das ist
> >laut obiger Formel genau bei p<0 der Fall.
>
> Richtig (s.o.). Aber hier geht es um Druecke, bei denen die
> Kompressibilitaet der beteiligten Medien voellig unwichtig ist.
Und das ist ein noch größerer Irrtum.
>
> >Somit stimmt diese Formel genau mit Deiner Definition überein, außer,
> >daß sie eine quantitative Aussage über den Druck macht, während Du nur
> >eine qualitative machst.
>
> Druck = Kraft / Flaeche
Siehe oben.
>
> >> Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
> >> negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
> >> wird.
> >
> >Und dieses Auseinanderziehen kostet Dich Energie, erhöht also die
> >Energie des Festkörpers. Und zwar genau um den Betrag \int(-p)dV.
>
> _Auseinander_ziehen kostet mich Energie, bloßes Ziehen (ohne Weg)
> nicht.
Die Tatsache, daß Dich das Auseinanderziehen Energie kostet, wird
gerade durch den negativen Druck beschrieben.
Arbeit ist Kraft mal Weg. Beziehungsweise eben Druck mal
Volumenänderung.
> Und bitte; dass jeder Festkoerper ein endliches E-Modul hat und
> nachgibt, weiss ich schon.
Schön.
Christopher Eltschka
> Christopher Eltschka <celt...@web.de> wrote:
>
> >
> >> Anette Stegmann: "Der Druck ist negativ in einem System, bei dem eine
> >> Volumenverminderung zu einer Energieverminderung führt."
> >> dE = - p dV
> >> Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
> >> Druck, angesichts z.B. der sehr unterschiedlichen Volumenaenderungen
> >> von Gasen und Festkoerpern.
> >
> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
> >sinnvoll definierbar.
>
> Verstehe ich nicht.
> 1) Um in dieser streitbaren NG nicht angemotzt zu werden, schrieb ich
> *nicht*, dass o.g. Definition nicht sinnvoll ist, sondern "_hier_
> weniger geeignet ist" ...
> 2) In meinem schlichten Verstaendnis ist: Druck = Kraft / Flaeche
Und Kraft = Arbeit/Weg.
Weil es um Arbeit geht, die der Körper verrichtet, gilt außerdem:
Energieänderung = -Arbeit.
Und Weg*Fläche ist Volumenänderung.
Also ist Druck = Arbeit/(Weg*Fläche) = -Energieänderung/Volumenänderung
Kurz: p = dE/dV oder dE = p dV.
>
> >Wenn etwas an der Außenwand zieht, dann bedeutet es, daß es geringere
> >Energie bekommt, wenn die Außenwand nach innen wandert, das Volumen
> >also kleiner wird (wenn die Energie in diese Richtung nicht kleiner
> >würde, dann würde es in diese Richtung nicht ziehen).
>
> Das habe ich schon verstanden.
> Aber: was ist, wenn etwas an der Aussenwand zieht und
> a) die Aussenwand einfach _nicht_ nach innen wandert
Das macht nichts. Es geht darum, daß die Energie kleiner *würde*, wenn
die Außenwand nach innen *wanderte*.
Wenn ich einen Gegenstand in 1 Meter höhe festhalte, dann erfährt er
dennoch eine Kraft nach unten, weil das Gravitationspotential (also
die potentielle Energie) nach unten abnimmt. Obwohl der Gegenstand ja
gerade daran gehindert wird, nach unten zu fallen.
> oder
> b) das ziehende (besser vorstellbar das drueckende) Medium die
> Aussenwand in heftige Bewegung versetzt und dabei dennoch kein
> (Unter-)Druck entsteht, weil die Wand keinen Widerstand ausuebt.
Dann befindet sich das System nicht im Gleichgewicht, und die Entropie
steigt an.
>
> Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
> Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
> natuerlich nicht falsch.
Das ist ein Irrtum. Siehe oben.
>
> >Wenn aber eine Volumenverringerung eine Energieerniedrigung bedeutet,
> >dann bedeutet eine Volumenerhöhung eine Energieerhöhung. Und das ist
> >laut obiger Formel genau bei p<0 der Fall.
>
> Richtig (s.o.). Aber hier geht es um Druecke, bei denen die
> Kompressibilitaet der beteiligten Medien voellig unwichtig ist.
Und das ist ein noch größerer Irrtum.
>
> >Somit stimmt diese Formel genau mit Deiner Definition überein, außer,
> >daß sie eine quantitative Aussage über den Druck macht, während Du nur
> >eine qualitative machst.
>
> Druck = Kraft / Flaeche
Siehe oben.
>
> >> Und: In einem "System" aus einem Festkoerper koennen erhebliche
> >> negative Druecke erzeugt werden, wenn in alle Richtungen daran gezogen
> >> wird.
> >
> >Und dieses Auseinanderziehen kostet Dich Energie, erhöht also die
> >Energie des Festkörpers. Und zwar genau um den Betrag \int(-p)dV.
>
> _Auseinander_ziehen kostet mich Energie, bloßes Ziehen (ohne Weg)
> nicht.
Die Tatsache, daß Dich das Auseinanderziehen Energie kostet, wird
gerade durch den negativen Druck beschrieben.
Arbeit ist Kraft mal Weg. Beziehungsweise eben Druck mal
Volumenänderung.
> Und bitte; dass jeder Festkoerper ein endliches E-Modul hat und
> nachgibt, weiss ich schon.
Schön.
Christopher Eltschka
[...]
Sorry wegen des Vierfachpostings. Ich habe die überzähligen Artikel
jetzt gecancelt.
W.Ri...@t-online.de
[Vieles, um zu zeigen, dass Anette Stegmanns dE = -p*dV
die einzig rechtmäßige Definition für den Druck ist]
z.B.
>> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
>> >sinnvoll definierbar.
Das ist aber bisher noch kaum jemandem aufgefallen:
Warum wohl ist die Maßeinheit für den Druck N/m^2 und _nicht_
J/m^3 ?
Vielleicht findet sich ja ein Druck-Messverfahren, basierend auf der
Volumenänderungsarbeit.
Ich kenne keines. Das McLeod-Vakuummeter leistet zwar
Volumenänderungsarbeit, der hierfür nötige Druck wird auch hier nur
über dei Kraft gemessen.
>> Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
>> Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
>> natuerlich nicht falsch.
>
>Das ist ein Irrtum. Siehe oben.
Was ist der Irrtum?
a) dass die Druckdefinition über die Volumenänderungsarbeit
"natuerlich nicht falsch" ist,
b) dass sie hier nicht sehr hilfreich ist.
"Siehe oben" nützt nicht viel: Da sah ich vieles, bei dem ich den
Zusammenhang mit dem Thema nicht zu erkennen vermochte.
Der OP bezog sich auf Flüssigkeiten und hier - das behaupte ich
weiterhin - ist die Volumenänderungsarbeit ausgesprochen
*uninteressant*.
Bei Gasen ist die Volumenänderungsarbeit natürlich wichtig. Dafür aber
bei realen (technischen) Kompressionsvorgängen ein ständiges Ärgernis
wegen der unübersichtlichen Mischung isothermer und adiabatischer
Zustandsänderungen.
Die läppischen 40% Unterschied (bei Luft) werden dann mit einem frei
wählbaren Polytropenexponenten zwischen 1 und 1.4 zu erschlagen.
Mit Kondensation wird es erst richtig aufregend.
Schon das ist vielleicht ein guter Grund, die Volumenänderungsarbeit
nur dort zu betrachten, wo es sich nicht vermeiden lässt.
Ein schönes Beispiel könnte die Berechnung der Energie-Änderung in
einem Hg-Thermometer bei Temperatur-Erhöhung sein.
Damit es nicht so schwer ist, sei die Kapillare evakuiert, d.h. nur
mit Hg-Dampf gefüllt, und die Wärmekapazität und Ausdehnnung des
Glases Null.
Die Vorgänge seien ausreichend langsam und das ganze Thermometer
gleichmäßig erwärmt.
So können wir uns besser auf die Volumenänderungsarbeit konzentrieren.
Aber bitte dabei _nicht_ die Kondensationswärme des von der steigenden
Hg-Säule verdrängten Hg-Dampfes und die mit dem Dampfdruck variierende
Volumenänderungsarbeit von Hg und Hg-Dampf in Abhängigkeit vom
Kapillarvolumen über der Hg-Säule vernachlässigen!
Und natürlich nicht die Kompressibilität von Hg, bei den hier
auftretenden Dampfdrücken um 0.1 Pa, alias 0.001 mm Hg-Säule.
Das ganze unter Erdbeschleunigung, sowohl mit aufrecht stehender als
auch mit nach unten hängender Skala.
Womit wir wieder beim Thema sind: Negative absolute Drücke.
[...]
>> Richtig (s.o.). Aber hier geht es um Druecke, bei denen die
>> Kompressibilitaet der beteiligten Medien voellig unwichtig ist.
>
>Und das ist ein noch größerer Irrtum.
Na, da bin ich aber froh, nicht noch mehr Irrtümer geschrieben zu
haben.
Zur "Größe" dieses Irrtums:
Wasser hat eine Kompressibilität von 0.5 / GPa,
hier herrschen (Unter-)Drücke von weniger als 1 bar,
ergibt max. 50 ppm Volumenänderung.
D.h. Carla Schneiders Reagenzglas (10 cm) hätte doch glatt
5 Mikrometer länger sein können, ehe die Flüssigkeit abreißt.
>> Und bitte; dass jeder Festkoerper ein endliches E-Modul hat und
>> nachgibt, weiss ich schon.
>
>Schön.
^^^^^^
So etwas ist natürlich für uns alle extrem beweiskräftig.
W.Riedel
W.Ri...@t-online.de
[...]
>Danke für die Erinnerung. Wenn der Druck kleine Werte annimmt (aber noch
> >0), verdampft Wasser und wird ein Gas.
Korrekt, wenn eine freie Oberfläche vorhanden ist.
Aber Carla Schneiders Anordnung funktioniert wirklich. Und nicht nur
kurzzeitig.
IMHO, weil "Verdampfung" am Glas/Wasser-Übergang nicht anwendbar ist.
Warum das so ist, kann ich nicht erklären. Grenzflächen sind eben
schwierig.
Wasser wird sorgfältig entgast, und das Rohr gereinigt, um möglichst
lange Säulen zu erreichen. Ähnlich wie bei Experimenten zum
Siedeverzug.
Bei negativen Drucken ist ein Unterschied zwischen Gasen und
Flüssigkeiten (Kohäsion/Adhäasion).
D.h. Tim Franke liegt schon ganz richtig.
W.Riedel
Michael Dahms
>
> {2002-06-18 22:18}:
> >
> > Warum wohl ist die Maßeinheit für den Druck N/m^2 und
> > _nicht_ J/m^3 ?
>
Formal gibt es keinen. Physikalisch liegt es nahe, unter N/mm^2 "Kraft
pro Fläche" und unter J/mm^3 "Energie pro Volumen" zu verstehen. Du
kommst vom einen zum anderen, indem Du über die dimensionslose Dehnung integrierst:
W/V = /int_0^p p d/epsilon
Michael Dahms
Michael Dahms
> > >0), verdampft Wasser und wird ein Gas.
>
> Korrekt, wenn eine freie Oberfläche vorhanden ist.
Wie kommst Du darauf? Gasblasen können sich auch im Inneren einer
Flüssigkeit bilden.
Michael Dahms
W.Ri...@t-online.de
Klar, aber Carla Schneiders Experiment ist real, von anderen
(R.W.Pohl) bestätigt und beliebig lange aufrecht zu erhalten.
Bei Störungen (Klopfen) reißt die Säule ja auch unter Dampfbildung ab.
D.h. für mich, dass es da noch etwas anderes gibt. Nicht nur zeitlich
begrenzter Siedeverzug. Erklären kann ich es dennoch nicht, höchstens
aus dem Bauch mit Kohäsion und Adhäsion.
An einer durch Kapillarwirkung hochgezogenen Säule ist der Dampfdruck
am Meniskus verringert. Vielleicht ist hier ein Ansatz.
Und es ist ein weiteres Beispiel für Zugspannung in Flüssigkeiten,
zudem mit freier Oberfläche.
W.Riedel
W.Ri...@t-online.de
>{2002-06-18 22:18}:
>
>>>> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist
>>>> >Druck nicht sinnvoll definierbar.
>>
>> Das ist aber bisher noch kaum jemandem aufgefallen:
>> Warum wohl ist die Maßeinheit für den Druck N/m^2 und
>> _nicht_ J/m^3 ?
>
>Wo ist da der Unterschied?
Nirgends, das habe ich doch selbst mehrmals geschrieben.
Wenn ich mich so unklar ausgedrückt habe, noch einmal:
Es gibt _keinen_ Unterschied zwischen den Definitionen.
Nur ist Kraft/Fläche (N/m^2, bar, PSI usw.) besser messbar.
Und genau das macht einen erheblichen Unterschied.
Ich schrieb auch, dass _ich_(!) kein einziges Druckmessverfahren
kenne, das auf der Messung der Volumenänderungsarbeit beruht.
Das halte ich für einen guten Grund N/m^2 zu bevorzugen.
Vielleicht hätte ich statt Maßeinheit lieber SI-Einheit schreiben
sollen. Dann natürlich nur Pa und bar.
W.Riedel
Christopher Eltschka
> Christopher Eltschka <celt...@web.de> wrote:
>
> [Vieles, um zu zeigen, dass Anette Stegmanns dE = -p*dV
> die einzig rechtmäßige Definition für den Druck ist]
>
> z.B.
>
> >> >Wemnn diese Definition nicht sinnvoll ist, dann ist Druck nicht
> >> >sinnvoll definierbar.
>
> Das ist aber bisher noch kaum jemandem aufgefallen:
> Warum wohl ist die Maßeinheit für den Druck N/m^2 und _nicht_
> J/m^3 ?
Beides sind identische Maßeinheiten.
>
> Vielleicht findet sich ja ein Druck-Messverfahren, basierend auf der
> Volumenänderungsarbeit.
Nenne mir bitte eines, das *nicht* über Volumenänderung funktioniert.
Aber bitte keine Allgemeinplätze wie "ich messe die Kraft" (wie?),
sondern konkret.
Bei Gasen könnte ich mit noch vorstellen, daß man Dichte und
Temperatur mißt und dann mittels Zustandsgleichung den Druck bestimmt.
Bei Flüssigkeiten hingegen dürfte das wegen der kaum meßbaren
Volumenänderung wohl nicht so machbar sein.
> Ich kenne keines. Das McLeod-Vakuummeter leistet zwar
> Volumenänderungsarbeit, der hierfür nötige Druck wird auch hier nur
> über dei Kraft gemessen.
Und wie wird die Kraft gemessen?
>
> >> Gemeint ist: Anette Stegmanns Definition beschreibt nur
> >> Kompressionsvorgaenge und das ist hier "nicht zielfuehrend", aber
> >> natuerlich nicht falsch.
> >
> >Das ist ein Irrtum. Siehe oben.
>
> Was ist der Irrtum?
> a) dass die Druckdefinition über die Volumenänderungsarbeit
> "natuerlich nicht falsch" ist,
> b) dass sie hier nicht sehr hilfreich ist.
Daß sie nicht hilfreich ist. Es ist die Definition des Drucks. Zum
Beispiel läßt sich aus dieser Definition ableiten, daß man Druck über
die auf eine bestimmte Fläche ausgeübte Kraft bestimmen kann. Und Du
wirst mir doch hoffentlich zustimmen, daß das eine äußerst nützliche
Tatsache ist.
>
> "Siehe oben" nützt nicht viel: Da sah ich vieles, bei dem ich den
> Zusammenhang mit dem Thema nicht zu erkennen vermochte.
Da steht insbesondere, daß Kraft Energieänderung bei Verschiebung
bedeutet.
[...]
W.Riedel
>{2002-06-20 01:17} "" (W.Ri...@t-online.de):
>
>>>> Das ist aber bisher noch kaum jemandem aufgefallen:
>>>> Warum wohl ist die Maßeinheit für den Druck N/m^2 und
>>>> _nicht_ J/m^3 ?
>>>Wo ist da der Unterschied?
>> Nirgends, das habe ich doch selbst mehrmals geschrieben.
>
>Du schriebst
>"Warum wohl ist die Maßeinheit für den Druck N/m^2 und
>_nicht_ J/m^3 ?"
Darf ich mich zitieren?
<W.Riedel, 2001-06-20, 01:17>
Es gibt KEINEN(*) Unterschied zwischen den Definitionen.
Nur ist Kraft/Fläche (N/m^2, bar, PSI usw.) besser messbar.
Und genau das macht einen erheblichen Unterschied.
</Zitat>
(*) Lautstaerke modifiziert, aber originaler Wortlaut :-)
Dann (und im vorherigen Posting) kam ein Haufen technisches Zeugs,
hier wohl OT.
Der Unterschied in der Anwendbarkeit sollte aber erklaeren, warum
viele Leute Pascal usw. bevorzugen und warum im gesamten SI keine Rede
von J/m^3 ist.
>Also ist für Dich N/m^2 /nicht/ gleich J/m^3, denn sonst wäre
>die von Dir verwendete Verneinung sinnlos. Ich sehe aber keinen
Fuer mich ist N/m^2 gleich J/m^3.
Die Verneinung besagt nur, dass *alle* SI-gemaessen Einheiten (und
einige mehr) als Kraft / Flaeche definiert sind.
Selbst Torr und mmWS sind dies, den Umstand nutzend, dass an der
Grenzflaeche der Fluessigkeitsssaeule zum Medium beide Flaechen
gleich sind.
>Unterschied: N/m^2 = J/m^3. Also warum soll das eine die
>Maßeinheit für den Druck sein und das andere nicht?
Soll es nicht:
Beides sind Maßeinheiten fuer den Druck.
>> Ich schrieb auch, dass _ich_(!) kein einziges
>> Druckmessverfahren kenne, das auf der Messung der
>> Volumenänderungsarbeit beruht.
>
>In -p dV ist das dV kein /keine/ (endliche) Volumenänderung,
>sondern das, was man früher eine "infinitesimale Verrückung"
>nannte (und heute eine Differentialform). Eine
>Volumenänderungsarbeit erhieltest Du erst, wenn du -p dV über
>einen Prozeß oder einen Teil eines Prozesses aufintegriertest.
"frueher" ist in meinem Alter deprimierend: Ich denke noch in
"infinitesimaler Verrückung". Das hat den Vorteil, dass man sich bei
realen Problemen gedanklich zu "kleiner Verrueckung" hinschummeln
kann.
Und dass man sich anderen anschaulicher mitteilen kann. Einschraenkend
muss ich sagen, dass ich bisher nur mit Leuten zu tun hatte, denen
nicht in den Sinn kaeme, den Druck ueber die Volumenaenderungsarbeit
zu definieren.
>Das, was Du als "Druck auf eine Fläche" wahrnimmst, ist gerade
>der Ausdruck dieses Energiedifferentials, das mit einer
>/infinitesimalen/ Volumenänderung verbunden ist (die durch
>infinitesimales Verschieben einer Grenzfläche entstehen könnte).
Was ist hier bloss los? Wo bitte habe ich geschrieben, dass J/m^3
keine Druck-Einheit sei?
Das m.E. negativste ueber die Volumenänderungsarbeit
(AKA das Energiedifferential, das mit einer /infinitesimalen/
Volumenänderung verbunden ist), das ich geschrieben habe, ist:
<Zitat>
Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
+++Druck ...
</Zitat>
"hier" ist extra unterstrichen, es ging um negative absolute Druecke.
Ich kann darin nur lesen, dass andere Definitionen guenstiger, _nicht_
richtiger sind.
Inzwischen habe ich einige Male wiederholt:
Es gibt keinen Unterschied zwischen den Definitionen.
>Es handelt sich um einen begrifflichen Zusammenhang und keine
>Bauanleitung zu einer bestimmten Art von Druckmessgerät.
Zu _allen_ mir bekannten Druckmessgeraeten.
W.Riedel
W.Riedel
><Zitat>
>Vielleicht ist das _hier_ nicht die geeignetste Definition fuer den
>+++Druck ...
></Zitat>
Bitte die "+++" nicht beachten!
W.Riedel
Manfred Ullrich
"Anette Stegmann" <anette_s...@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag news:Xns9233124B8214F...@news.t-online.de...
> {2002-06-20 01:17} "" (W.Ri...@t-online.de):
>. Ich sehe aber keinen
> Unterschied: N/m^2 = J/m^3. Also warum soll das eine die
> Maßeinheit für den Druck sein und das andere nicht?
>
Hallo Anette,
ich gebe W. Riedel recht, wenn auch beide Ausdrücke dasselbe beschreiben,
so ist doch für normale Menschen klar, was mit N/m^2 gemeint ist. J/m^3 ist
dagegen "um die Ecke gedacht".
N/m^2 ist zweifellos direkter als J/m^3 - das formelmäßig eine Erweiterung von N/m^2
darstellt mit je noch einem m in Zähler und Nenner.
Gruß, Manfred
Hendrik van Hees
> ich gebe W. Riedel recht, wenn auch beide Ausdrücke dasselbe beschreiben,
> so ist doch für normale Menschen klar, was mit N/m^2 gemeint ist. J/m^3
> ist dagegen "um die Ecke gedacht".
Wie bitte he? J/m^3=N/m^2, wie soll da das eine mehr um die Ecke gedacht
sein als das andere?
--
Hendrik van Hees Fakultät für Physik
Phone: +49 521/106-6221 Universität Bielefeld
Fax: +49 521/106-2961 Universitätsstraße
http://theory.gsi.de/~vanhees/ D-33615 Bielefeld
Manfred Ullrich
"Hendrik van Hees" <he...@physik.uni-bielefeld.de> schrieb im Newsbeitrag news:aet4qg$9ph6l$1...@fu-berlin.de...
> Manfred Ullrich wrote:
>
>
> > ich gebe W. Riedel recht, wenn auch beide Ausdrücke dasselbe beschreiben,
> > so ist doch für normale Menschen klar, was mit N/m^2 gemeint ist. J/m^3
> > ist dagegen "um die Ecke gedacht".
>
> Wie bitte he? J/m^3=N/m^2, wie soll da das eine mehr um die Ecke gedacht
> sein als das andere?
>
nun dann frage doch mal einen normalen Menschen, der ein Mindest-Verständnis
für Physik hat, was Joule pro Kubikmeter bedeutet. Ich wette, die allermeisten werden
stark ins Grübeln kommen.
Frägst Du dagegen, was Newton pro Quadratmeter bedeutet, wirst Du von den meisten
schnell eine richtige Antwort erhalten.
Gruß, Manfred
manfred ullrich
>{2002-06-20 01:17} "" (W.Ri...@t-online.de):
>
>.... Ich sehe aber keinen
>Unterschied: N/m^2 = J/m^3. Also warum soll das eine die
>
Hallo Anette,
ich moechte meine Antwort ergaenzen. Gemaes Deiner Auffassung liefert mir
das Gaswerk Erdgas mit
(40 *10^6 + 1*10^5)J/m^3 !!!!!!!!
Das erste ist der Heizwert (Energieinhalt), das zweite ist der absolute Druck
des
Gases.
Das sollte doch genuegend zeigen: W.Riedel liegt mit seiner Ansicht richtig.
Gruss, Manfred
--
__________________________________________________________
News suchen, lesen, schreiben mit http://newsgroups.web.de
Thorsten Nitz
> ich moechte meine Antwort ergaenzen. Gemaes Deiner Auffassung liefert mir
> das Gaswerk Erdgas mit
>
> (40 *10^6 + 1*10^5)J/m^3 !!!!!!!!
>
> Das erste ist der Heizwert (Energieinhalt), das zweite ist der absolute Druck
> des
> Gases.
Stimmt fast: den Druckanteil kannst Du nutzen, indem Du das Abgas über
eine Turbine gegen das Vakuum expandieren lässt. Hier wird offenbar,
dass Du vom gesamten Energieinhalt des Gases spricht. Daher ist
anzumerken, dass der Heizwert nur einen Teil der chemischen Energie
wiedergibt, nämlich nur den bei bestimmter Prozessführung nutzbaren.
Wenn Du hingegen, wie die Angabe eines Heizwertes impliziert, nur den
technisch verwertbaren Energieanteil angeben willst, solltest Du
konsequenterweise beim Druck auch nur den Überdruck angeben. Dieser
lässt sich dann tatsächlich mit einer Turbine nutzen, die gegen den
Außendruck arbeitet. Dass Du über die zu erwartende Größenordnung
unterrichtet bist, lese ich zwischen den Zeilen ;)
Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber mW
verboten.
--
Tschö, wa!
Thorsten
Christopher Eltschka
[...]
> Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
> Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber mW
> verboten.
Dann sind also so ziemlich alle Rasensprenger illegal? ;-)
David Kastrup
> Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
> Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber
> mW verboten.
Hört sich blödsinnig für mich an: um den Druck zu nutzen, mußt Du ja
Wasser fließen lassen. Bei jedem Wasserhahn wird aber alles Wasser
beim Rausfließen bis auf Atmosphärendruck entspannt, und das
Wasserwerk muß eh die Druckdifferenz liefern.
Absurdes Szenario: in einem Hochhaus legt im obersten Stock jemand
Falleitungen zu anderen Hausbewohnern und verkauft ihnen sein
Leitungswasser weiter, wobei er durch den Saugdruck einen Dynamo
betreibt. Das Wasserwerk pumpt damit mehr Wasser in das für sie
teurere obere Stockwerk als sie vorhaben. Allerdings ist der
Staudruck unten eh nötig, wenn alle aus derselben Leitung bedient
werden. Echte Kostenunterschiede macht das nur, wenn innerhalb des
Hauses Pumpen so installiert sind, daß die Leitungen auch mit
verschiedenen Drücken bedient werden.
--
David Kastrup, Kriemhildstr. 15, 44793 Bochum
Email: David....@t-online.de
Roland Franzius
David Kastrup schrieb:
Die im Wasser per Druckerhöhung adiabatisch gespeicherte Energie ist int
p dV und dürfte bei Kompressibiltät 4*10^-4 unter 100 Ws/m^3 liegen, ist
also im Preis inbegriffen.
Daten gibts hier
--
Roland Franzius
W.Ri...@t-online.de
>Thorsten Nitz <t...@cli.de> writes:
>
>> Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
>> Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber
>> mW verboten.
>
>Hört sich blödsinnig für mich an: um den Druck zu nutzen, mußt Du ja
>Wasser fließen lassen. Bei jedem Wasserhahn wird aber alles Wasser
>beim Rausfließen bis auf Atmosphärendruck entspannt, und das
>Wasserwerk muß eh die Druckdifferenz liefern.
Korrekt. Das Wasserwerk trägt den Energieverlust. Wasser ist aber
teuer genug, und sehr hohe Gebäude haben eigene Pumpen für die oberen
Etagen. Auch wegen der Druckfestigkeit der Rohre. Letzteres ist auch
ein Thema beim Abwasser.
Thorsten Nitz hat aber Recht: M.W. fing es mit "Wäscheschleudern" an,
deren Prinzip im Ausquetschen der Wäsche in einem Gummisack durch
Leitungswasserdruck bestand. IIRC kamen in den 1950ern dann
Haushaltsgeräte mit Wasserturbinen anstelle von Elektromotoren auf.
Für deren Verbot war nicht der Energieaufwand im Wasserwerk
entscheidend, eher sollte Wasservergeudung verboten werden.
In London gab es seit 18xx ein eigenes Rohrnetz für Druckwasser zur
Energieübertragung, hauptsächlich für Lastenaufzüge. Dort wurde aber
m.W. kein Trinkwasser verwendet.
>Absurdes Szenario: in einem Hochhaus legt im obersten Stock jemand
>Falleitungen zu anderen Hausbewohnern und verkauft ihnen sein
>Leitungswasser weiter, wobei er durch den Saugdruck einen Dynamo
>betreibt.
Dann müßte der "Obermieter" aber etwa in jedem dritten Stockwerk unter
sich einen Raum für weiter Turbinen mieten: Der Saugdruck reißt eine
Wassersäule über ca. 10 m ab. :-)
Auch Carla Schneiders Experiment bringt hier nur geringen Nutzen.
Ist das nicht eine sublime Überleitung auf das originale Topic?
BTW, ich hätte _hier_ nicht gewagt, einen so schönen Begriff wie
"Saugdruck" zu verwenden.
W.Riedel
W.Ri...@t-online.de
>
>
>David Kastrup schrieb:
>
>> Thorsten Nitz <t...@cli.de> writes:
>>
>> > Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
>> > Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber
>> > mW verboten.
>>
>> Hört sich blödsinnig für mich an: um den Druck zu nutzen, mußt Du ja
>> Wasser fließen lassen. Bei jedem Wasserhahn wird aber alles Wasser
>> beim Rausfließen bis auf Atmosphärendruck entspannt, und das
>> Wasserwerk muß eh die Druckdifferenz liefern.
>Die im Wasser per Druckerhöhung adiabatisch gespeicherte Energie ist int
>p dV und dürfte bei Kompressibiltät 4*10^-4 unter 100 Ws/m^3 liegen, ist
>also im Preis inbegriffen.
Einspruch:
David Kastrup meinte nicht nur die adiabatisch gespeicherte, sondern
die z.B. zum Hochpumpen verwendete Energie.
Die adiabatische Energie ist ja gerade oben am geringsten.
Q: Bei "adiabatisch" fällt mir eine von mir früher gepostete Vermutung
wieder ein:
<Zitat>
Bei Gasen wird in einer konvergenten Duese die Schallgeschwindigkeit
nicht ueberschritten.
1) Gilt das auch fuer Fluessigkeiten?
D.h. z.B. Wie sieht die Duese einer Wasserstrahl-Blechschneide-
Maschine aus?
2) Ohne wirklich etwas zu wissen, glaube ich nicht, dass hier eine
Laval-Duese funktioniert.
3) Ist der Strahl schneller als die Schallgeschwindigkeit im Wasser?
</Zitat>
Jeder Hinweis ist willkommen.
W.Riedel
Roland Franzius
W.Ri...@t-online.de schrieb:
> Roland Franzius <Roland....@Uos.de> wrote:
>
> >
> >
> >David Kastrup schrieb:
> >
> >> Thorsten Nitz <t...@cli.de> writes:
> >>
> >> > Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
> >> > Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber
> >> > mW verboten.
> >>
> >> Hört sich blödsinnig für mich an: um den Druck zu nutzen, mußt Du ja
> >> Wasser fließen lassen. Bei jedem Wasserhahn wird aber alles Wasser
> >> beim Rausfließen bis auf Atmosphärendruck entspannt, und das
> >> Wasserwerk muß eh die Druckdifferenz liefern.
>
> >Die im Wasser per Druckerhöhung adiabatisch gespeicherte Energie ist int
> >p dV und dürfte bei Kompressibiltät 4*10^-4 unter 100 Ws/m^3 liegen, ist
> >also im Preis inbegriffen.
>
> Einspruch:
> David Kastrup meinte nicht nur die adiabatisch gespeicherte, sondern
> die z.B. zum Hochpumpen verwendete Energie.
> Die adiabatische Energie ist ja gerade oben am geringsten.
>
Ja, und die Summe ist konstant. 1m^3 a 6bar kann ich auf 60 m bringen, macht
dann 600 Ws, die vorher im komprimierten Volumen steckten. Fernwirkung gibts
im Gegensatz zu Fernwärme nicht.
>
> Q: Bei "adiabatisch" fällt mir eine von mir früher gepostete Vermutung
> wieder ein:
>
> <Zitat>
> Bei Gasen wird in einer konvergenten Duese die Schallgeschwindigkeit
> nicht ueberschritten.
> 1) Gilt das auch fuer Fluessigkeiten?
> D.h. z.B. Wie sieht die Duese einer Wasserstrahl-Blechschneide-
> Maschine aus?
> 2) Ohne wirklich etwas zu wissen, glaube ich nicht, dass hier eine
> Laval-Duese funktioniert.
> 3) Ist der Strahl schneller als die Schallgeschwindigkeit im Wasser?
> </Zitat>
>
Ich hab in den letzten Tagen irgendwo über einen gerade entwickelten
Überschalldüsenantrieb gelesen, der die Luft nicht mehr mit Turbinen sondern
direkt über den Fahrtwind komprimiert. Sollte mit google zu finden sein. Ach
da hamers ja schon wieder
http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,201398,00.html
hypersonic combustion propulsion
--
Roland Franzius
Roland Franzius
W.Ri...@t-online.de schrieb:
> Roland Franzius <Roland....@Uos.de> wrote:
>
> >
> >
> >David Kastrup schrieb:
> >
> >> Thorsten Nitz <t...@cli.de> writes:
> >>
> >> > Interessanter wird das bei der Wasserleitung: mit dem Druck, den das
> >> > Wasserwerk aufbaut, kann man mechanisches Gerät antreiben. Ist aber
> >> > mW verboten.
> >>
> >> Hört sich blödsinnig für mich an: um den Druck zu nutzen, mußt Du ja
> >> Wasser fließen lassen. Bei jedem Wasserhahn wird aber alles Wasser
> >> beim Rausfließen bis auf Atmosphärendruck entspannt, und das
> >> Wasserwerk muß eh die Druckdifferenz liefern.
>
> >Die im Wasser per Druckerhöhung adiabatisch gespeicherte Energie ist int
> >p dV und dürfte bei Kompressibiltät 4*10^-4 unter 100 Ws/m^3 liegen, ist
> >also im Preis inbegriffen.
>
> Einspruch:
> David Kastrup meinte nicht nur die adiabatisch gespeicherte, sondern
> die z.B. zum Hochpumpen verwendete Energie.
> Die adiabatische Energie ist ja gerade oben am geringsten.
>
Hast ja recht. Thermodynamik ist immer so undurchsichtig. Die gespeicherte und
übertragene Druckenergie ist natürlich freie isotherme Enthalpie, d.h. der
Grossteil der Energie wird im Werk in Form von Wärme an die Umwelt abgegeben
und beim Verbraucher aus derselben reaktiviert so ähnlich wie bei der
Übertragung von elektrischer Energie in Leitungen durch das der Allgemeinheit
gehörende elektromagnetische Feld.
Die intern durch Kompression gespeicherte Energie p dV von ein paar 100 Ws
reicht natürlich nicht, die 600000 Ws aufzubringen, die nötig sind, 1 m^3
bei 6bar auf 60 m Höhe zu bringen bringen.
Eine lukrative Möglichkeit, Geld zu machen, besteht darin, eine Turbine mit
Generator in die Hauptwasserleitung einzubauen und damit die Stadtwerke zur
Erhöhung ihrer Pumpleistung zu zwingen: 6bar * 1m^3/sec = 6 kW. Das
entspricht gesetzlich dann wohl dem Tatbestand des Energiediebstahls.
>
> Q: Bei "adiabatisch" fällt mir eine von mir früher gepostete Vermutung
> wieder ein:
>
> <Zitat>
> Bei Gasen wird in einer konvergenten Duese die Schallgeschwindigkeit
> nicht ueberschritten.
> 1) Gilt das auch fuer Fluessigkeiten?
> D.h. z.B. Wie sieht die Duese einer Wasserstrahl-Blechschneide-
> Maschine aus?
> 2) Ohne wirklich etwas zu wissen, glaube ich nicht, dass hier eine
> Laval-Duese funktioniert.
> 3) Ist der Strahl schneller als die Schallgeschwindigkeit im Wasser?
> </Zitat>
>
Ich hab in den letzten Tagen irgendwo über einen gerade entwickelten
Überschalldüsenantrieb gelesen, der die Luft nicht mehr mit Turbinen sondern
direkt über den Fahrtwind komprimiert. Sollte mit google zu finden sein. Ach
da ist es ja schon wieder
Roland Franzius
Roland Franzius schrieb:
> Eine lukrative Möglichkeit, Geld zu machen, besteht darin, eine Turbine mit
> Generator in die Hauptwasserleitung einzubauen und damit die Stadtwerke zur
> Erhöhung ihrer Pumpleistung zu zwingen: 6bar * 1m^3/sec = 6 kW. Das
> entspricht gesetzlich dann wohl dem Tatbestand des Energiediebstahls.
Man sollte doch bei SI-Einheiten bleiben. 6bar ~ 6 *10^5 N/m^2, das macht dann
eher 600 kW und das bringt immerhin so um 1 ct/m^3.
--
Roland Franzius