geodätische saughöhe

Wissenschaft Physik
#1

Ich hätte eine Frage an alle Physiker…

Die geodätische Saughöhe besagt doch, dass ein Glas, das man in einen Behälter mit Wasser taucht, dort mit Wasser voll macht und umgedreht herauszieht, nicht länger als 10,33 Meter sein kann.

Was würde aber rein theoretisch passieren, wenn man ein 15 Meter langen Glaszylinder o.ä. nimmt? Bildet sich dann irgendetwas im Glas? Was passiert? würde der Versuch rein theoretisch funktionieren?

vielen Dank für eure Hilfe!

#2

Hallo,

Was würde aber rein theoretisch passieren, wenn man ein 15
Meter langen Glaszylinder o.ä. nimmt? Bildet sich dann
irgendetwas im Glas? Was passiert?

es bildet sich ein Vakuum, oder der Glaszylinder implodiert. Je nach Stabilität des Glases

Gruß,
Woody

#3

Wasserdampf
Hallo,

es bildet sich ein Vakuum, oder der Glaszylinder implodiert.

Das ist kaum anzunehmen.

Durch den Druckabfall wird - je nach herrschender Temperatur - das Wasser verdampfen bis ein Gleichgewicht hergestellt ist.

Siehe auch
https://de.wikipedia.org/wiki/Siedepunkt

Gruss
Michael

#4

Hallo,

Das ist kaum anzunehmen.

hier meine Quelle:

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

Zitat:

Es würde lediglich über der Flüssigkeitssäule entlüftet, also ein (je nach Pumpenkonstruktion mehr oder weniger gutes) Vakuum erzeugt.

Gruß,Woody

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#5

verstehe ich das richtig…
es passiert nichts weiteres wie vakuum? das glas würde nicht zerspringen etc. ?
es wäre also definitiv keine „spektakuläre“ reaktion zu erwarten?

#6

Es würde lediglich über der Flüssigkeitssäule entlüftet, also
ein (je nach Pumpenkonstruktion mehr oder weniger gutes)
Vakuum erzeugt.

kann diese aussage jemand bestätigen. wikipedia ist eine schöne quelle aber kann das auch noch ein experte bestätigen?
also kann ich bei 15, 20, 25 metern wirklich lediglich vakuum im glas erwarten?

#7

Hallo püppi,

Was würde aber rein theoretisch passieren, wenn man ein 15
Meter langen Glaszylinder o.ä. nimmt? Bildet sich dann

wenn du das Wasser vorher stundenlang gasfrei kochen würdest und das Wasser danach sich im Zustand des Siedeverzugs bei 4 °C und bei einem Umgebungsdruck von 1013 mbar befinden würde, könnte man theoretisch auf Höhen über 10,33 Meter kommen.

Josef Böhm kam bei einschlägigen Versuchen auf maximal ca. 12 Meter. Böhm verwendete Kapillaren. Er kombinierte Wasser und Quecksilber um die Kapillare nicht zu allzu lang werden zu lassen. Der Versuchsaufbau findet sich in der Originalliteratur die ich nur der Vollständigkeit halber hierher schreibe: Böhm, J. (1889): Ursache des Saftsteigens. Ber. Deutsch. Bot. Ges. 7, 46 – 56.
Bei Interesse kannst du dir eine Kopie über die Fernleihe deiner Stadtbibliothek besorgen.

vielen Dank für eure Hilfe!

Bitte

#8

Hallo püppi1,

das hat mischamischer schon richtig beschrieben: Es stellt sich der Sättigungsdruck des Wasserdamofes ein. Wenn z. B. Luft und Wasser eine Temperatur von 20 °C haben, wird sich der Absolutdruck von 23,37 mbar (in Worten: Millibar) in dem oberen Rohrende einstellen.

Gruß
Pat

#9

Zerstörung
Moin püppi1,
wenn Du es provozierst ( geringe WandStärke, unregelmäßige Form ) kann sicherlich auch das schon erwähnte Implodieren erfolgen.
Ob Du dann das Gefäß 15 oder 20 Meter aus der Flüssigkeit herausziehst, wirkt sich dann aber nur als mechanische ZusatzBelastung aus.
Worauf willst Du hinaus?
Freundliche Grüße
Thomas

also kann ich bei 15, 20, 25 metern wirklich lediglich vakuum
im glas erwarten?

#10

Moin

wenn du das Wasser vorher stundenlang gasfrei kochen würdest
und das Wasser danach sich im Zustand des Siedeverzugs bei 4
°C und bei einem Umgebungsdruck von 1013 mbar befinden würde,
könnte man theoretisch auf Höhen über 10,33 Meter kommen.

aha, sehr interessant.
Wie kommst Du auf diese Weisheit?
Wasser verdampft auch ohne Sieden und der Sättigungsdampfdruck stellt sich auch ohne Sieden ein.
Zumal das Wasser vom Druck der Außenluft in das Rohr gedrückt wird. Also kriegst Du mit 1013 mbar bei Vernachlässigung des Wasserdampfdrucks auf bestenfalls 10,13 m

Josef Böhm kam bei einschlägigen Versuchen auf maximal ca. 12
Meter. Böhm verwendete Kapillaren.

Das können Bäume besser, die kriegen das Wasser über 100 m hoch. Das liegt aber mehr an der Kohäsion des Wassers in Kapillaren.
Bitte keine Effekte durcheinanderwirbeln.

Gandalf

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#11

Hallo,

Wie kommst Du auf diese Weisheit?

ich habe auf die Frage von püppi (UP vom 14.6.2013, 16:18 Uhr) geantwortet. Sie hat meine Ausführungen anscheinend verstanden, was mir genügt.

Das können Bäume besser, die kriegen das Wasser über 100 m
hoch. Das liegt aber mehr an der Kohäsion des Wassers in
Kapillaren.
Bitte keine Effekte durcheinanderwirbeln.

In meinem Beitrag kommen die von dir angebrachten Begriffe: „Bäume“ und „Kohäsion“ nicht vor. Dein Hinweis auf von mir angeblich durcheinandergewirbelte Effekte ist also Off-Topic. Daraus entstehen schnell Off-Topic- oder Meta-Diskussionen, die nach Möglichkeit vermieden werden sollen. Weitere Informationen dazu finden sich in der FAQ 1783.

pure_mind

#12

argumentative Fallhöhe
Moin,

In meinem Beitrag kommen die von dir angebrachten Begriffe:
„Bäume“ und „Kohäsion“ nicht vor.

vermutlich bezieht sich die von Dir erwähnte

Ursache des Saftsteigens

auf Blumen. Bis zu 12 m! Tholl!!

Gruß Ralf

#13

Moin,

In meinem Beitrag kommen die von dir angebrachten Begriffe:
„Bäume“ und „Kohäsion“ nicht vor.

darf ich zitieren?

Josef Böhm kam bei einschlägigen Versuchen auf maximal ca. 12 Meter. Böhm verwendete Kapillaren
Böhm, J. (1889): Ursache des Saftsteigens. Ber. Deutsch. Bot. Ges. 7, 46 – 56.

Dein Hinweis auf von mir
angeblich durcheinandergewirbelte Effekte ist also Off-Topic.

Wenn Du schon hier so rumtönst, solltest Du Dich erst mal schlaumachen
welche Effekte Du (indirekt) anführst. Selbstverständlich kommen in Kapillaren Kohäsionskräfte vor und auch noch Adhäsionskräfte, Oberfächenspannungseffekte und einiges mehr.
Mit der barometrischen Saughöhe haben die alle nichts zu tun.

Nichts für Ungut

Gandalf

#14

Hallo,

In meinem Beitrag kommen die von dir angebrachten Begriffe:
„Bäume“ und „Kohäsion“ nicht vor.

darf ich zitieren?

Josef Böhm kam bei einschlägigen Versuchen auf maximal ca. 12 Meter. Böhm verwendete Kapillaren
Böhm, J. (1889): Ursache des Saftsteigens. Ber. Deutsch. Bot. Ges. 7, 46 – 56.

In deinen obigen Ausführungen (nach: „darf ich zitieren?“), kommen die von dir angebrachten Begriffe: „Bäume“ und „Kohäsion“ wieder nicht vor.

Gruß

pure_mind

#15

Moin,

meinetwegen.
Du hast Recht und ich meine Ruhe.

Gandalf

#16

Hallo Gandalf,

falls es dich interessiert, gehe ich rasch noch auf deinen früheren Einwand (noch vor „Bäume“ und „Kohäsion“) ein:

„aha, sehr interessant.
Wie kommst Du auf diese Weisheit?
Wasser verdampft auch ohne Sieden und der Sättigungsdampfdruck stellt sich auch ohne Sieden ein.“

Der Link
http://www.bilder-hochladen.net/files/krrg-1-c4ca-jp…

enthält eine Handzeichnung, die mein Posting auf püppis Frage etwas näher erklären soll.

Eine weitergehende Diskussion kann ich leider nicht führen. Ich werde mich in diesem Forum bald wieder abmelden.

Gruß

pure_mind

#17

Moin,

Eine weitergehende Diskussion kann ich leider nicht führen.

aber ich.
Du hast ein Kapillare und hier kannst Du Effekte wie besagte Kohäsion und Benetzung = Adhäsion nicht mehr vernachlässigen.
Die Effekte addieren sich und so kannst Du Wasser höher ‚ziehen‘ als die geodätische Saughöhe.
Wenn Du es mir nicht glaubst, dann vielleicht denen hier
http://www.uni-duesseldorf.de/MathNat/Biologie/Didak…

Ich werde mich in diesem Forum bald wieder abmelden.

Meinetwegen.

Gandalf

#18

Hallo Fragewurm,

verstehe ich das richtig…
es passiert nichts weiteres wie vakuum? das glas würde nicht
zerspringen etc. ?
es wäre also definitiv keine „spektakuläre“ reaktion zu
erwarten?

Nö.
Wir haben aber 2 Effekte:

  1. Wenn wir den Rohrdurchmesser so gross wählen dass wir Kapilarkräfte vernachlässigen können, wieso bleibt die Flüssigkeit im Rohr?
    Massgebend ist nur der Luftdruck, welcher die Flüssigkeitssäule von unten hochdrückt.
    Der geringste mögliche Druck welcher sich oben in der Blase bilden kann ist ein Vakuum, ein kleinerer Druck ist theoretisch nicht machbar.
    Bei einem Bar wird die Flüssigkeitssäule so lang, dass sie unten auch mit 1 Bar nach unten drückt. Bei Wasser ist das bei einer Wassersäule von rund 10.3m der Fall, bei Quecksilber, welches eine etwa 13.5fache Dichte hat, schon bei rund 760mm.
    Bei 1Bar und einem Querschnitt des Rohrs von 1cm2 hat man also beim Gleichgewicht auch 1kg Flüssigkeit im Rohr.

Da die Dichte der Flüssigkeit Temperaturabhängig ist, stimmen die Höhenangaben immer nur für ein bestimmte Temperatur.

  1. Ein wirkliches Vakuum ist eine schwierige Sache.
    Jede Flüssigkeit verdunstet nun mal, das bedeutet, dass man kein reines Vakuum bekommt, sondern es stellt sich der Dampfdruck der Flüssigkeit ein. Dadurch wird die theoretisch (mit Vakuum berechnete) erreichbare Flüssigkeitssäule, praktisch etwas kürzer.

Aber spektakuläre Effekte sind da nicht drin!
Wie schon geschrieben wurde kann höchstens das verwendete Rohr implodieren (bei z.B. Glas), wenn es Kräfte von 1 Bar nicht aushält. Ein zu dünnes Metallrohr oder ein Gummischlauch wird entsprechend halt einfach platt (Deshalb werden Vakuumschläuche meist von Innen durch eine Spirale gestützt oder sind sehr Dickwandig.
http://img.directindustry.de/images_di/photo-m/schla…

MfG Peter(TOO)

#19

Guten Tag,

Ich werde mich in diesem Forum bald wieder abmelden.

Meinetwegen.

wegen dir oder wegen meiner kleinen Nachhilfebemühungen unter:

http://www.bilder-hochladen.net/files/krrg-1-c4ca-jp…

melde ich mich doch gar nicht ab.

Gruß

pure_mind