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Auftrieb
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Progressive
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Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 3988

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 22:46:46    Titel: Auftrieb

Servus,

warum steigen Gase/Flüssigkeiten mit geringerer Dichte als sie umgebende Gase/Flüssigkeiten eigentlich auf ?
Kann ja eigentlich nur mit der Gravitation und irgendwie mit den Bindungskräften von Molekülen zusammenhängen ?!
Progressive
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Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 3988

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 22:51:26    Titel:

Ich komme da übrigens drauf, weil ich mir gerade vorgestellt habe, ich nehme eine perfekt isolierte Colaflasche an, deren untere Hälfte ich zuvor mit Sauerstoff fülle, dann die obere Hälfte mit Helium befülle und in die Mitte dazwischen eine poröse Wand einbaue.
Ändert sich der Druck in einer der beiden Hälften (irgendwann) ?
jh8979
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Anmeldungsdatum: 04.07.2012
Beiträge: 2207

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 23:00:12    Titel:

Am einfachsten versteht man (meiner Meinung nach) den Auftrieb anhand eines Zylinders der untergetaucht wird:

Der Wasserdruck an den Seiten trägt offensichtlich nicht zum Auftrieb bei, da er horizontal auf den Zylinder drückt. Oben am Zylinder drückt Wasser den Zylinder nach unten, unten drückt Wasser den Zylinder nach oben. Die Stärke dieser Kraft kommt allein von der Wassersäule die über dem Zylinder ist, bzw. für den Biden die Höhe der Wassersaeule über dem Zylinder plus die Höhe des Zylinders. Die Differenz ist also getraue durch die Höhe des Zylinders gegeben und drückt nach oben:

wobei A der Querschnitt des Zylinder ist.

Fuer beliebige Körper wird die Betrachtung etwas komplizierter, aber das Prinzip ist dasselbe.
Progressive
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Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 3988

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 23:21:11    Titel:

Die Frage ist ja quasi, warum das Wasser unten den Zylinder nach oben drückt ?

Hast du auch eine Idee zu der Colaflasche ?
Also würde vermuten, dass, wenn das System (perfekt) isoliert ist, die Gase ja keinen Auftrieb spüren (daher die Frage, woher er kommt bzw. warum) und daher irgendwann sinken. Also müsste in der unteren Hälfte der Druck zunehmen.
Dies wäre wohl wiederum aber wenn überhaupt im Weltall der Fall, daher schätze ich, dass die Gravitation schuld am Auftrieb ist, daher kann die Colaflasche auch nicht als perfekt isoliert betrachtet werden (nicht in diesem Kontext). Folglich bleibt das Helium in der oberen Hälfte aber da Sauerstoff ebenfalls ein Gas ist und aufsteigt, drückt es nach oben, also erhöht sich der Druck in der oberen Hälfte.
?
jh8979
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Anmeldungsdatum: 04.07.2012
Beiträge: 2207

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 23:27:55    Titel:

Progressive hat folgendes geschrieben:
Die Frage ist ja quasi, warum das Wasser unten den Zylinder nach oben drückt ?

Ja Smile
Zitat:

Hast du auch eine Idee zu der Colaflasche ?
Also würde vermuten, dass, wenn das System (perfekt) isoliert ist, die Gase ja keinen Auftrieb spüren (daher die Frage, woher er kommt bzw. warum) und daher irgendwann sinken. Also müsste in der unteren Hälfte der Druck zunehmen.
Dies wäre wohl wiederum aber wenn überhaupt im Weltall der Fall, daher schätze ich, dass die Gravitation schuld am Auftrieb ist, daher kann die Colaflasche auch nicht als perfekt isoliert betrachtet werden (nicht in diesem Kontext). Folglich bleibt das Helium in der oberen Hälfte aber da Sauerstoff ebenfalls ein Gas ist und aufsteigt, drückt es nach oben, also erhöht sich der Druck in der oberen Hälfte.
?

Ich weiss nicht genau was die Frage hier ist. Rein von der Gravitation/vom Auftrieb her bleibt das Helium natürlich oben und der Sauerstoff unten. Aber aufgrund thermischer Bewegungen werden Gasmoleküle die Membran treffen und einige dann auch hindurchgehen sofern sie können.
Progressive
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Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 3988

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 23:43:40    Titel:

Die Frage ist, ob sich der Druck in einer von beiden Hälften ändert ?

Und warum drückt das Wasser eigentlich den Zylinder hoch ? ^^
jh8979
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Anmeldungsdatum: 04.07.2012
Beiträge: 2207

BeitragVerfasst am: 04 März 2014 - 23:50:53    Titel:

Progressive hat folgendes geschrieben:
Die Frage ist, ob sich der Druck in einer von beiden Hälften ändert ?

Druck nein, Partialdruck ja.
Zitat:

Und warum drückt das Wasser eigentlich den Zylinder hoch ? ^^

Weil der Wasserdruck am Boden des Zylinder Größer ist als am Deckel des Zylinders (einfach weil eine größere Wassersäule "darüber" steht).
Progressive
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Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 3988

BeitragVerfasst am: 05 März 2014 - 00:04:06    Titel:

jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:
Die Frage ist, ob sich der Druck in einer von beiden Hälften ändert ?

Druck nein, Partialdruck ja.

Und welcher genau ? Wink

jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:
Und warum drückt das Wasser eigentlich den Zylinder hoch ? ^^

Weil der Wasserdruck am Boden des Zylinder Größer ist als am Deckel des Zylinders (einfach weil eine größere Wassersäule "darüber" steht).

Das kann ich noch nachvollziehen. Aber warum sollte der Körper dann aufsteigen? Wenn ein Felsen auf mir liegt, fange ich ja auch nicht an zu schweben.
Warum ist die Wassersäule eigentlich größer ? Wenn ich den Zylinder entlanglaufe (von oben nach unten) ändert sich die Wassersäule darüber doch gar nicht ?!
Hängt es vlt. mit dem hydrostatischen Druck zusammen, da dieser höhenabhängig ist ? Wenn man dann sagt, die Natur strebt immer ein Gleichgewicht (also auch bei Drücken) an, dann ändert der Körper solange seine Höhe, bis alle Drücke überall identisch sind (woher er weiß, dass er dafür hoch muss, ist was anderes Very Happy ). Allerdings ist es ja wiederum dichteabhängig, auf welcher Höhe der Körper stehenbleibt, also ob er schwimmt, schwebt oder sinkt.
Das ist alles zuviel für mich..
jh8979
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Anmeldungsdatum: 04.07.2012
Beiträge: 2207

BeitragVerfasst am: 05 März 2014 - 00:15:05    Titel:

Progressive hat folgendes geschrieben:
jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:
Die Frage ist, ob sich der Druck in einer von beiden Hälften ändert ?

Druck nein, Partialdruck ja.

Und welcher genau ? Wink

http://de.wikipedia.org/wiki/Partialdruck
Zitat:

Aber warum sollte der Körper dann aufsteigen? Wenn ein Felsen auf mir liegt, fange ich ja auch nicht an zu schweben.

Weil der Fels unter Dir Dich nicht stärker nach oben drückt als der Fels über Dich Dich nach unten.
Zitat:

Warum ist die Wassersäule eigentlich größer ? Wenn ich den Zylinder entlanglaufe (von oben nach unten) ändert sich die Wassersäule darüber doch gar nicht ?!

Weil der Zylinder eine Höhe hat, d.h. der Druck am Boden ist gegeben durch Druck der Wassersäule über dem Zylinder plus Druck der Wassersäule vom Deckel bis zum Boden.
Progressive
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Anmeldungsdatum: 30.09.2006
Beiträge: 3988

BeitragVerfasst am: 05 März 2014 - 00:23:54    Titel:

jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:
jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:
Die Frage ist, ob sich der Druck in einer von beiden Hälften ändert ?

Druck nein, Partialdruck ja.

Und welcher genau ? Wink

http://de.wikipedia.org/wiki/Partialdruck


Mit Partialdruck bezeichnet man den Druck, den eine einzelne Gasart in einem Gasgemisch hat.
http://www.lecksuchtechnik.de/science/einfuehrung-in-die-gasgesetze/was-ist-partialdruck

Demnach stellt sich die Frage nach wie vor: Welcher (Partial-)Druck ändert sich ? Wobei sich, wenn sich einer ändert, ja eh auch beide ändern müssen ?! Welcher Druck wird höher ?

jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:

Aber warum sollte der Körper dann aufsteigen? Wenn ein Felsen auf mir liegt, fange ich ja auch nicht an zu schweben.

Weil der Fels unter Dir Dich nicht stärker nach oben drückt als der Fels über Dich Dich nach unten.

Das ist aber irgendwie eher eine Schlußfolgerung aus dem Effekt. Quasi phänomenologisch argumentiert.
Ich verstehe es aber nicht Sad

jh8979 hat folgendes geschrieben:
Progressive hat folgendes geschrieben:
Warum ist die Wassersäule eigentlich größer ? Wenn ich den Zylinder entlanglaufe (von oben nach unten) ändert sich die Wassersäule darüber doch gar nicht ?!

Weil der Zylinder eine Höhe hat, d.h. der Druck am Boden ist gegeben durch Druck der Wassersäule über dem Zylinder plus Druck der Wassersäule vom Deckel bis zum Boden.

Ist der Zylinder etwa oben offen ? Stichwort Deckel ??
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