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Thema: Vakuum hausgemacht

  1. #1
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Vakuum hausgemacht

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    Als ich einmal in einer Wohnung gewohnt habe, mit einem Balkon 14m über dem Boden, mit einem Garten unten und ohne Fenster auf der ganzen Strecke nach unten, das kann mir fast zwangläufig die Idee. Ich habe mir einen kleinen Glasrundkolben 200ml besorgt, einen durchbohrten Stopfen ein T-Stück und passenden Schlauch 3mm Innendurchmesser. Drei Aktenklemmen habe ich noch mitgenommen und eine große Wasserflasche mit 1,5l Inhalt.

    Das Experiment lief so etwa wie erwartet ab. Es gelang mir, in dem Glaskolben ein Vakuum zu erzeugen und dies auch qualitativ nachzuweisen. Ein Effekt hat das Experiment zunächst gestört aber er ließ sich kompensieren. Es war recht warm an dem Abend so um die 23° und das Wasser hatte auch die Temperatur.

    Fragen:
    1. Wie lief das Experiment ab?
    2. Welcher Effekt musste kompensiert werden?
    3. Wie?
    4. Welcher tiefste Druck konnte erreicht werden, wodurch bestimmt?
    5. Welchen Einfluss hat der Luftdruck?
    6. Welchen Einfluss hat die Temperatur?
    7. Welchen Einfluss hat der Kapillareffekt?
    Manfred

  2. #2
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    Ui, schöne Frage?

    War der Innendruck -21,1 Pa?

    Gruß, Sonic
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  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Das Experiment gefällt mir auch. Es ist sicher nicht so kompliziert wie bei einigen anderen Fragen.
    Der Atmosphärenruck ist so um die 1000HPa oder 1000mBar. Negativ ist der Druck eigentlich [ ] nie, oder?
    Manfred

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Negativ? Naja man spricht doch auch von "Unterdruck"
    Aber 1000HPa? Dann war da noch ein besonderer Trick dabei...

    Spielt der Impulssatz eine Rolle?
    Werden die Klammern in einer bestimmten Reihenfolge in einem bestimmten zeitlichen Abstand hintereinander eingesetzt?

    Gruß, Sonic
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  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Nein es ist wirklich nicht so kompliziert. Es geht jetzt glaube ich erst mal nur um Punkt 4, so furchtbar viel ist in der Anordnung auch dynamisch nicht zu machen.

    Der Luftdruck in der Umgebung ist etwa ein Bar oder 1000 millibar.
    Umgerechnet in die aktuellen Einheiten sind das in Newton pro Quadratmeter oder Pascal: 10^5 Pascal oder 1000 HPa.

    Den Druck in einem Gefäß kann man bis auf fast 0 HPa absenken dabei kommen dann später die Hochvakuumtechniken ins Spiel um die es hier nicht geht.

    Manfred


    Ach ja die Klammern, man kann fast alles auch mit den Fingern festhalten. Die Klammern sind mehr eine Anregung teure Hähne für den Versuch zu sparen. Eigentlich braucht man nur 2, nur wenn eine runterfällt in den Garten und man muß erst wieder eine holen gehen... Ich erkläre später gerne warum ich vorsichtshalber 3 Klammern mitgenommen habe, (es hat mit dem unteren Schlauchende zu tun aber bei 3mm Durchmesser wird sie auch bei 23°nicht gebraucht).

  6. #6
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    wenn in dem Aufbau Wasser ist und nicht aktiv gepumpt wird kann der Druck minimal auf den Dampfdruck von Wasser bei 23°C fallen. Das wären - kurz gegoogled - 28mbar.

    Aber wie sah der Versuch aus ? - hmm -
    Am Ende hängt der Schauch nach unten, der Glaskolben ist oben (sonst kein Vac im Kolben). Der Schlauch ist unten entweder offen oder hängt in der offenen Wasserflasche (klassischer Barometeraufbau), aber mir ist nicht so klar wozu die Klemmen und das T-Stück da sind.

    ciao .. bernd

  7. #7
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    Ich stelle mir den Aufbau so vor:
    Der Schlauch hängt runter und ist am Ende mit einer Klammer abgeklemmt.
    Oben wird Wasser hineingefüllt, bis der 3mm-Schlauch voll ist, wobei unten eventuell entlüftet wird!?
    Danach wird der Kolben oben draufgesteckt und eventuell eine Wanne zum Auffangen des Wassers unter das Schlauchende gestellt.
    Sobald man nun die Klammer löst, drückt das Wasser nach unten und fließt hinaus.
    Dadurch entsteht in dem Kolben ein Unterdruck, da die Luft mit in den Schlauch gesaugt wird.
    Wenn der Pegel des Wassers nicht mehr sinkt, dann verschließt man oben den Kolben und hat in ihm einen Unterdruck (nahe 0 Pa ?).
    Dann muss man den Schlauch oben abklemmen, da sonst irgendwas passieren würde (Wasser einem entgegenspritzen würde!?).
    Den Kolben zieht man ab und den Schlauch legt man in den Garten und entwässert ihn!?
    Das Vakuum ist im Kolben und ich bin mir nicht so wirklich sicher, ob das so funktionieren würde! ;o)

    Was haltet ihr davon?

  8. #8
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    wenn in dem Aufbau Wasser ist und nicht aktiv gepumpt wird kann der Druck minimal auf den Dampfdruck von Wasser bei 23°C fallen. Das wären - kurz gegoogled - 28mbar.
    Das ist richtig, 28mBar bei 23°C.
    Wenn das Wasser aktiv gepumpt wird, dann kann auch nur durch die Verdunstungskühlung ein niedrigerer Dampfdruck zustande kommen, (dann wären es nicht mehr 23°).

    Eine Möglichkeit den Versuch durchzuführen ist, den Kolben mit Wasser zu füllen und einen mit Wasser gefüllten Schlauch anzuschließen um das Wasser auslaufen zu lassen, keine Flasche unten.

    Beim Anschließen des mit Wasser gefüllten Schlauchs tut man sich mit dem T-Stück schon ein bisschen leichter, ein Ende Richtung Kolben, ein Ende Richtung Vorratsflasche (beim Ablaufen blockiert), ein Ende nach unten, aber was passiert dann?

    Kein Vakuum, woran hängt's?

    Manfred

  9. #9
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    Oben wird Wasser hineingefüllt, bis der 3mm-Schlauch voll ist, wobei unten eventuell entlüftet wird!?
    Das ist ein wichtiger Punkt, Luft soll nicht im Schlauch sein. Es wird nicht unten entlüftet, grundsätzlich eher oben, aber in einem dünnen Schlauch steigen auch keine Luftblasen auf. Das heißt, man muß schon beim Einfüllen darauf achten dass keine Luftblasen dabei sind. Bei dem geringen Druck vergrößert sich der Luftraum auf das 36-fache.


    Die Wanne zum auffangen des Wassers im Garten kann man sich im allgemeinen sparen, interessant ist es schon, wie wenig Wasser einen 10m langen Schlauch dieser Stärke füllen.

    Das Experiment geht nur bis zu der Stelle, an der der geringe Druck im Kolben ist. Das Aufräumen später ist natürlich auch wichtig.
    Manfred

  10. #10
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    Zitat Zitat von Manf
    Das ist ein wichtiger Punkt, Luft soll nicht im Schlauch sein. Es wird nicht unten entlüftet, grundsätzlich eher oben, aber in einem dünnen Schlauch steigen auch keine Luftblasen auf. Das heißt, man muß schon beim Einfüllen darauf achten dass keine Luftblasen dabei sind. Bei dem geringen Druck vergrößert sich der Luftraum auf das 36-fache.
    Ups, logischer Fehler! ;o)
    Ist ja logisch, die Luft würde ja aufsteigen, aber tut sie nicht, da der Schlauch zu dün ist!

    Also der Kolben und der Schlauch sind vollständig mit Wasser gefüllt.

    Mir fällt da gerade der Versuch von Blaise Pascal mit dem Weinfass ein, ich muss mal kurz im Physikbuch nachsehen! ;o)

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