Flüssigkeiten komprimieren?
Stefan Müller
vorletztes Wochenende hatte ich eine etwas heftigere Diskussion mit
einem Bekannten. Er behauptete das man Wasser nicht komprimieren
kann und erklärte mir, das das schon immer so gewesen ist. Nur
ich kann mich noch an einen Ausschnitt einer Dokumentation über
Tiefseetaucherei erinnern, wobei zu sehen war das eine große Stahlkugel
wieder aus dem Wasser gezogen wurde. Als dann versucht wurde
den Deckel der Kugel mit nem Schraubenschlüssel zu öffnen ( waren
ca. 10 oder mehr Sechskantschrauben dran ) sprang der Deckel weg
und ein Strahl Wasser schoß aus dem Ding.
War das Wasser in der Kugel nun komprimiert oder war nur Selters
drin?
MfG Stefan
Michael Dahms
>
> Er behauptete das man Wasser nicht komprimieren
> kann und erklärte mir, das das schon immer so gewesen ist.
Falsch! Wenn Wasser inkompressibel wäre, wäre die Schallgeschwindigkeit
unendlich. Er ist ca. 2.2 GPa. Es wird nur manchmal für vereinfachte
Rechnungen davon ausgegangen, daß Wasser inkompressibel ist.
Michael Dahms
Leonard Müller
> einem Bekannten. Er behauptete das man Wasser nicht komprimieren
> kann und erklärte mir, das das schon immer so gewesen ist.
Hallo!
Das ist falsch; natürlich kann man Wasser komprimieren, man braucht nur
riesige Kräfte um einen- fürs Auge- sichtbaren Effekt zu erzielen. Daher
nimmt man meist an, dass Flüssigkeiten inkompressibel sind. Wären
Flüssigkeiten- oder auch Festkörper- tatsächlich inkompressibel würde man
ziemliche Probleme mit der Schallausbreitung, oder- spätestens- mit der
Kausalität bekommen. Würde man nämlich auf einen inkompressiblen Stab
schlagen, so würde die Druckwelle instantan am anderen Ende ankommen- das
tut sie aber nicht, sie bewegt sich eher mit Schallgeschwindigkeit (im
Medium).
Gruß,
Leonard
Rene Meyer
Wasser ist in geringem Maße kompressibel, sicher. Aber eben nur wenig.
--
Rene Meyer
Student of Physics - Chemnitz University of Technology
http://www.tu-chemnitz.de/~meyr/
GPG Key fingerprint = 336A 45E2 5966 85C7 81DC 4BC7 24D8 C0AB 48EC EF34
Uwe Hercksen
Hallo,
wenn die Kugel vor dem Versenken luftgefüllt war und eigentlich kein
Wasser eindringen sollte, aber durch eine Undichtigkeit eben doch
eindrang, dann ist wohl folgendes passiert:
Das Wasser ist eingedrungen, aber die Luft blieb drin und wurde
komprimiert. Beim Raufziehen wurde dann schliesslich der Innendruck
grösser als der abnehmende Aussendruck, dadurch wurd die Kugel wieder
dicht und der Druck blieb drin.
Beim Abschrauben dses Deckels hat schliesslich die eingeschlossene,
komprimierte Luft den Deckel weggeschleudert und den Strahl Wasser
herausgedrückt.
Bye
Stefan Müller
"Michael Dahms" <michae...@gkss.de> schrieb im Newsbeitrag
news:adevsv$10ki6g$1...@ID-65464.news.dfncis.de...
Was bedeutet GPa ?
Gruß Stefan
Michael Erwerle
>Beim Abschrauben dses Deckels hat schliesslich die eingeschlossene,
>komprimierte Luft den Deckel weggeschleudert und den Strahl Wasser
>herausgedrückt.
vergiss die Chemie nicht....
können auch Gase in dem wasser gelöst gewesen sein, die Kugel ganz voll mit
wasser und durch die plötzliche dekompression die Gase aus der Lösung gekommen
sein und das Wasser dann als Strahl aus der Kugel gedrückt haben....
kann man auch leichter mit einer Flasche Bier (am besten Weizen) nachmachen das
man erst schüttelt und dann seinem Lieblingskollegen zum öffnen gibt ;-)
Ansonsten: jedes Medium ist kompressibel, nur das ausmaß ist
unterschiedlich....
Michael
I am not a bug I am a undocumented feature
Stefan Müller
"Uwe Hercksen" <uwe.he...@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:3cfb5809...@News.CIS.DFN.DE...
> wenn die Kugel vor dem Versenken luftgefüllt war und eigentlich kein
> Wasser eindringen sollte, aber durch eine Undichtigkeit eben doch
> eindrang, dann ist wohl folgendes passiert:
> Das Wasser ist eingedrungen, aber die Luft blieb drin und wurde
> komprimiert. Beim Raufziehen wurde dann schliesslich der Innendruck
> grösser als der abnehmende Aussendruck, dadurch wurd die Kugel wieder
> dicht und der Druck blieb drin.
> Beim Abschrauben dses Deckels hat schliesslich die eingeschlossene,
> komprimierte Luft den Deckel weggeschleudert und den Strahl Wasser
> herausgedrückt.
Das wäre natürlich auch eine Möglichkeit.
Nur wenn ich jetzt Beispielsweise diese Kugel offen, also ohne Deckel, mit
"runter" nehme und dann erst verschließe und wieder hochzieh. Sollte ich
doch
auch ein wenig Druck eingefangen haben, oder?
korrigiert mich, wenn ich falsch liege ...
Und wenn in der Kugel an der Wasseroberfläche immer noch Druck ist,
vorausgesetzt mir hats das Teil nicht schon vorher zerrissen, ist das Wasser
in der Kugel doch komprimiert.
Gruß Stefan
Stefan Müller
Newsbeitrag news:adf0f0$5uf$1...@nets3.rz.RWTH-Aachen.DE...
> Das ist falsch; natürlich kann man Wasser komprimieren, man braucht nur
> riesige Kräfte um einen- fürs Auge- sichtbaren Effekt zu erzielen. Daher
> nimmt man meist an, dass Flüssigkeiten inkompressibel sind. Wären
> Flüssigkeiten- oder auch Festkörper- tatsächlich inkompressibel würde man
> ziemliche Probleme mit der Schallausbreitung, oder- spätestens- mit der
> Kausalität bekommen. Würde man nämlich auf einen inkompressiblen Stab
> schlagen, so würde die Druckwelle instantan am anderen Ende ankommen- das
> tut sie aber nicht, sie bewegt sich eher mit Schallgeschwindigkeit (im
> Medium).
Kann man sich speziell über dieses Thema im Internet ein wenig
"schlauer" machen?
Mir fehlt die nötige Fantasie und die Kenntnisse der Physik um mich da
"reinzugooglen" ...
Gruß Stefan
Markus Deserno
> vorletztes Wochenende hatte ich eine etwas heftigere
> Diskussion mit einem Bekannten. Er behauptete das man
> Wasser nicht komprimieren kann [...]
Selbstverstaendlich kann man Wasser komprimieren, man
muss aber dazu recht heftig druecken!
Wie kann man das etwas quantitativer sagen? Dazu muss
man ein geeignetes Mass fuer die "Kompressibilitaet"
definieren. Ueblicherweise macht man das so:
Gegeben ein bestimtes Volumen V0 einer Substanz bei einem
bestimmten Druck p0. Nehmen wir an, wir erhoehen den
Druck um ein kleines bisschen dp, dann verringert sich
das Volumen um ein kleines bisschen dV. in der Naehe
von (p0,V0) koennen wir also die Druck-Volumen-Abhaengigkeit
der Substanz so scheiben:
V(p) = V0 - (dV/dp)*(p-p0) + hoehere Ordnungen
Der Vorfaktor vor (p-p0) gibt also an, wie stark man druecken
muss, um eine bestimmte Volumenaenderung zu erhalten. man
definiert nun die Komressibilitaet wie folgt:
kappa = - (1/V) * (dV/dp).
Das Minuszeichen nimmt man, damit kappa positiv ist, den 1/V
Vorfaktor beschert man sich aus aesthetischen Gruenden. Die
Kompressibilitaet hat nun also die Einheit 1/Druck. Genau-
genommen muss man natuerlich noch sagen, ob man bei konstanter
Temperatur oder bei konstanter Entropie komprimiert (das liefert
dann die isotherme oder die adiabatische Kompressibilitaet).
Beispiel: Die Zustandsgleichung eines idealen Gases lautet
p*V = N*k*T. Folglich ist die (isotherme) Kompressibilitaet
eines idealen Gases
kappa(i.G.) = - (1/V) * (-NkT/p^2)
= NkT/p^2V
= 1/p
Also: fuer ein ideales Gas ist die Kompressibilitaet gerade
eins geteilt durch den Gasdruck.
Fuer Wasser kann man das alles nicht so leicht ausrechnen, aber
man kann es ausmessen: Die Kompressibilitaet ist etwa
kappa(Wasser) = 0.46 (1/GPa)
Wobei GPa = Gigapascal ~ 10000 bar die Druckeinheit ist.
Dies ist eine enorm kleine Kompressibilitaet, aber sie ist
nicht 0.
Gruss,
Markus
Michael Dahms
>
> Was bedeutet GPa ?
Gigapascal,1 Pascal ist 1N pro m^2
Michael Dahms
Michael Dahms
>
> "Leonard Müller" <Leonard...@post.rwth-aachen.de> schrieb im
> Newsbeitrag news:adf0f0$5uf$1...@nets3.rz.RWTH-Aachen.DE...
>
> > Würde man nämlich auf einen inkompressiblen Stab
> > schlagen, so würde die Druckwelle instantan am anderen Ende ankommen- das
> > tut sie aber nicht, sie bewegt sich eher mit Schallgeschwindigkeit (im
> > Medium).
>
> Kann man sich speziell über dieses Thema im Internet ein wenig
> "schlauer" machen?
HTH
Michael Dahms
Stefan Müller
> Gigapascal,1 Pascal ist 1N pro m^2
ein paar Zeilen weiter unten kommt jemand auf 0.46 Gpa.
Du schreibst 2.2
Welches von beiden beschreibt den Druck, der nötig ist
um Wasser zu stauchen ( so um 5% ).
Eigentlich müsste hier doch keine "Hürde" zu überwinden sein,
weil Wasser bei niedrigeren Druckverhältnissen eben nur sehr
wenig nachgibt. Oder versteh ich da schon wieder was falsch?
Habt Nachsicht mit jemanden der gerade entdeckt hat, das
Äpfel von Bäumen fallen.
Gruß Stefan
Michael Dahms
>
> "Michael Dahms" <michae...@gkss.de> schrieb
>
> > Gigapascal,1 Pascal ist 1N pro m^2
>
> ein paar Zeilen weiter unten kommt jemand auf 0.46 Gpa.
>
> Du schreibst 2.2
>
> Welches von beiden beschreibt den Druck, der nötig ist
> um Wasser zu stauchen ( so um 5% ).
Du möchtest Dir selbst den Druck ausrechnen.
Michael Dahms
Stefan Müller
> Du möchtest Dir selbst den Druck ausrechnen.
möchte ich?
Jan C. Hoffmann
"Stefan Müller" <NoS...@gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:adhpa7$73q$04$1...@news.t-online.com...
..
..
> Welches von beiden beschreibt den Druck, der nötig ist
> um Wasser zu stauchen ( so um 5% ).
Dichte (10°C 1,013255 bar) = 999,81 kg/m^3
Dichte (10°C 200 bar) = 1009,07 kg/m^3
Auf 1 m^3 kannst Du bei 200 bar 9,26 kg mehr Wasser unterbringen. Das
sind ca. 0,9%
--
Gruss Jan C. Hoffmann
http://ourworld.compuserve.com/homepages/MTEC/
Michael Dahms
Wenn's Dich interessiert, ja. Wenn's Dich nicht interessiert, warum
sollte ich dann für Dich die Rechnung machen?
Michael Dahms
Diethard Rennoch
"Jan C. Hoffmann" <10055...@compuserve.com> schrieb im Newsbeitrag
news:adhv01$so7$1...@nntp-m01.news.aol.com...
> Dichte (10°C 200 bar) = 1009,07 kg/m^3
Würde das auch bedeuten, daß ein fester Körper gleicher Dichte niemals in tieferes
Wasser absinken würde? Müßten dann die Weltmeere bei ihrem hohen Alter nicht voll von
schwebenden Körpern sein?
Wundert sich Diethard ...
Michael Dahms
>
> "Jan C. Hoffmann" <10055...@compuserve.com> schrieb:
>
> > Dichte (10°C 200 bar) = 1009,07 kg/m^3
>
> Würde das auch bedeuten, daß ein fester Körper gleicher Dichte niemals in tieferes
> Wasser absinken würde? Müßten dann die Weltmeere bei ihrem hohen Alter nicht voll von
> schwebenden Körpern sein?
Fest Körper werden doch auch komprimiert.
Michael Dahms
Robert Zehn
> niemals in tieferes Wasser absinken würde? Müßten dann die
> Weltmeere bei ihrem hohen Alter nicht voll von schwebenden
> Körpern sein?
Weil die Dichte bei 200 bar (AFAIK entspricht das dem Druck in 2 km
unter Wasser) um sage uns schreibe 1% höher ist als an der Oberfläche?
Gruß
Robert
Jan C. Hoffmann
"Diethard Rennoch" <Dieth...@t-online.de> schrieb im Newsbeitrag
news:adiflc$9rh$06$1...@news.t-online.com...
Ein Körper, der bei ca. 2000 m Tiefe eine Dichte von 1009 kg/m^3 hat,
schwebt in dieser Zone.
Uwe Hercksen
Michael Erwerle schrieb:
>
> vergiss die Chemie nicht....
> können auch Gase in dem wasser gelöst gewesen sein, die Kugel ganz voll mit
> wasser und durch die plötzliche dekompression die Gase aus der Lösung gekommen
Hallo,
Lösung von Gasen in Wasser ist doch auch Physik, da ändert
sich doch chemisch nichts...
Bye
Michael Dahms
>
> Michael Erwerle schrieb:
> >
> > vergiss die Chemie nicht....
> > können auch Gase in dem wasser gelöst gewesen sein, die Kugel ganz voll mit
> > wasser und durch die plötzliche dekompression die Gase aus der Lösung gekommen
>
> sich doch chemisch nichts...
Die ganze Chemie ist Physik. Ab welchem Grad der Zustandsänderung nennst
Du etwas chemisch?
Michael Dahms
frey....@gmail.com
Rolf Bombach
>
Wasser hat bei rund 4 °C die grösste Dichte bei Normaldruck, das will aber hier
nicht viel sagen. Ab ca. 10 kbar wird die Situation undurchsichtig, da
sich dann Eis bildet.
Wasser ist wie viele ähnliche Flüssigkeiten schwer komprimierbar, Bremsflüssigkeit
wäre noch besser. Wasser ist im Vergleich zu vielen Festkörpern inklusive Metalle
leicht komprimierbar: Falls du noch schwerer komprimierbare Flüssigkeiten als Wasser
brauchst und nicht in einem ROHS-verseuchtem Land wohnst, guck dir mal Quecksiber an.
--
mfg Rolf Bombach