hallo!
In diesem Video wird flüssiger Stickstoff bei Sekunde 45 in ein Gefäß gegossen.
http://www.youtube.com/watch?v=v_xLsm5Yb7w#t=0m45s
Von den anderen Effekten abgesehen: Wieso steigt der Flüssigkeitsspiegel? Ab Sekunde 52 wird die mittige Insel überflutet. Es wird scheinbar keine Flüssigkeit mehr nachgegossen. Dehnt sich der Stickstoff in diesem Maße aus, während er sich erwärmt?
Gruß
Paul
Hallo Paul,
In diesem Video wird flüssiger Stickstoff bei Sekunde 45 in
ein Gefäß gegossen.
Von den anderen Effekten abgesehen: Wieso steigt der
Flüssigkeitsspiegel? Ab Sekunde 52 wird die mittige Insel
überflutet. Es wird scheinbar keine Flüssigkeit mehr
nachgegossen. Dehnt sich der Stickstoff in diesem Maße aus,
während er sich erwärmt?
in welchem Maße - von wo bis wo? - soll sich der Stickstoff deiner Meinung nach ausdehnen?
Gruß
Sven Glückspilz
in welchem Maße - von wo bis wo? - soll sich der Stickstoff
deiner Meinung nach ausdehnen?
Von 0:45 bis 0:48 wird Stickstoff eingegossen. Danach erhöht sich aber der Flüssigkeitsstand, ohne dass weiterer Stickstoff eingegossen wird. Die mittige Insel wird ab 0:52 überschwemmt. Das könnte daran liegen, dass sich der Stickstoffsee erwärmt, sein Volumen zunimmt und der Flüssigkeitsstand steigt.
Gruß
Paul
Ich sehe das auch so wie du:
Das könnte daran liegen, dass sich der Stickstoffsee erwärmt,
sein Volumen zunimmt und der Flüssigkeitsstand steigt.
Meine Frage an dich ist: Wie hoch steigt der Flüssigkeitsspiegel nach deinen „Ermittlungen“ maximal?
Ich habe mir den Film mehrmals Schritt für Schritt angesehen und eine Meinung gebildet. Vielleicht deckt sich deine Beobachtung mit meiner.
Gruß
Sven
Meine Frage an dich ist: Wie hoch steigt der Flüssigkeitsspiegel nach deinen „Ermittlungen“ maximal?
Er steigt maximal auf 120 % des Füllstandes.
Zur Beurteilung der Frage, ob die signifikante Erhöhung des Füllstandes auf einen Temperaturanstieg zurückzuführen ist, müsste man wissen, bei welchen Temperaturen flüssiger Stickstoff gelagert wird.
Interessant finde ich übrigens, dass der Effekt scheinbar eingeplant wurde.
Gruß
Paul
Interessant finde ich übrigens, dass der Effekt scheinbar
eingeplant wurde.
das finde ich auch, daß der Anstieg nach Beendigung des Eingießens eingeplant war.
Aber das verstehen ich nicht:
Er steigt maximal auf 120 % des Füllstandes.
Wo sind die 100 %?
Bis zu welcher Höhe stand die Flüssigkeit nach Beendigung des Eingießens und wie weit dehnte sie sich danach aus?
Das ist im Film schwierig zu erkennen.
Gruß
Sven
Wo sind die 100 %?
Bis zu welcher Höhe stand die Flüssigkeit nach Beendigung des
Eingießens und wie weit dehnte sie sich danach aus?
Das ist im Film schwierig zu erkennen.
Im rechten unteren Bereicht des mittleren Kreises sieht man den Stickstoff an der Kante des Kreises „zucken“. Er steht also sehr dicht am Rand und fließt dann über die Kante.
Da fällt mir ein: Vielleicht ist das etwas ähnliches wie der Leidenfrosteffekt. Der Klotz in der Mitte ist in Bezug auf den Stickstoff sehr heiß und erst nachdem er sich abgekühlt hat, kann der Stickstoff darüber laufen. Vielleicht hält siedender Stickstoff den flüssigen fern.
Am oberen linken Bereich des Kreises könnte man ähnlich wie bei Wasser eine überstehende Flüssigkeitsschicht gleich von Anfang erahnen. Dann fließt der Stickstoff von rechts rein und als er den linken oberen Rand berührt könnte es so aussehen, als wenn der Stickstoff von dort von oben hereinfließt. Aber nur Vermutungen, man erkennt es schlecht.
Gruß
Paul
Hi.
Da der Stickstoff siedet hat, wird die Temperatur nicht über 77 K (-196 °C) steigen. Allerdings nimmt in den ersten Sekunden die Heftigkeit des Siedevorgangs zu, es bilden sich mehr und größere Gasbläschen in der Flüssigkeit, wodurch der Flüssigkeitsspiegel steigt.
Falls die gesamte Anordnung vor Einfüllen des Stickstoffs Zimmertemperatur hatte, kühlt sich das Objekt in der Mitte um über 200 K ab. Je nach Material und Ausdehnungskoeffizient kann sich sein Volumen dabei signifikant verringern.
Gruß,
KHK
Korrektur
Nochmal angesehen - das mit der Heftigkeit des Siedens stimmt nicht. Bleibt die Volumenverringerung durch Abkühlung.
Gruß
KHK
Von den anderen Effekten abgesehen: Wieso steigt der
Flüssigkeitsspiegel?
Der steigt nicht.
Der Stickstoff steht schon etwas höher als der Supraleiter, aber ich meine, eine gewisse Oberflächenspannung hat Stickstoff ja auch (sehr gering zwar…).
Zudem ist der Supraleiter „heiß“, der vom Rand heranfließende Stickstoff verdampft brodelnd an selbigen und der nachfließende Stickstoff muss sich seinen Weg über den Supraleiter erst „erkämpfen“ / „freikühlen“.
Würde man einen glühenden Metallkörper mit Wasser umgießen, dann würde das wohl ablaufen.
Zusätzliche Effekte sehe ich nicht.
Der Stickstoff wird sich kaum erwärmen, da er ja kocht. Er wird mit -196°C eingefüllt und die Flüssigphase wird sich nicht erwärmen.
Allenfalls wird das Gefäß sich abkühlen und dabei minimal schrumpfen.
Würde man einen glühenden Metallkörper mit Wasser umgießen,
dann würde das wohl ablaufen.
Fehlendes Wort:
dann würde das wohl ÄHNLICH ablaufen.
Und Nachtrag:
Der Supraleiter kühlt sich von 20°C auf -196°C ab - der schrumpft also auch etwas.
Im Vollbildmodus in HD meine ich aber zu erkennen, dass der Stickstoff vom Rand her blubbernd und zischend den Supraleiter überflutet, ohne dass sein Pegel steigt.
Hallo Paul,
das Ziel der Experimentatoren war die Erreichung der kritischen Temperatur für den Supraleiter (= „mittige Insel“ im UP) um nach dem Meissner-Ochsenfeld-Effekt den Magneten über dem Supraleiter schweben zu lassen.
Meiner Ansicht nach haben sie die am Versuch beteiligten Massen, deren Temperatur und die zugefügte Menge an flüssigem Stickstoff, in Vorversuchen genau aufeinander abgestimmt.
Angenommen der flüssige Stickstoff besitzt im Vorratsgefäß eine Temperatur von etwa
20 K.
Gleich zu Beginn des Filmes wird flüssiger Stickstoff mit dieser Temperatur direkt auf die schwarze, runde Hochtemperatursupraleiter-Platte unten im Gefäß geschüttet.
Die warme Platte ist von flüssigem Stickstoff bedeckt, sie kühlt unter reger Stickstoffdampf-Bildung ab, bis die Platte von Flüssigkeit frei ist.
Mit der Abkühlung aller Teile ist damit eine Verlangsamung des anfänglich raschen Abkühl- = Verdampfungsvorgangs eingetreten. Die flüssige Phase bleibt ab jetzt größtenteils erhalten.
Die Temperatur des Supraleiters liegt noch knapp über der kritischen Temperatur, bei der das Schweben des aufgelegten Magneten eintritt.
A) Nun erwärmt sich die flüssige Phase langsam von den angenommenen ca. 20 K – die sie durch die Überschwemmung mit flüssigem Stickstoff zu Beginn des Versuchs erhalten
hatte – in Richtung Siedetemperatur des flüssigen Stickstoffs von 77,4 K.
Dabei dehnt sich die Flüssigkeit aus und kriecht sichtbar von rechts her über den Rand des Supraleiters.
B) Gleichzeitig kühlt die Platte noch etwas ab.
Die Platte ist schlußendlich völlig umspült und durch und durch gekühlt, die kritische Temperatur zur Anhebung des Magneten überall gleichmäßig in ihm verteilt und das Ziel erreicht: der Magnet beginnt zu schweben.
Bei 20 K besitzt der flüssige Stickstoff ein spez. Gew. von ungefähr 1050 kg/m3, bei 77,4 K ein solches von ca. 880 kg/m3.
Du hattest wahrscheinlich ähnliche Überlegungen, denn dein für mich damals unverständliches: „Er steigt maximal auf 120 % des Füllstandes“, stimmt mit der Volumenzunahme des flüssigen Stickstoffs von ca. 0,95 l/kg bei 20 K (= 100 %) bis etwa 1,14 l/kg bei 77,4 K (= 120 %) überein.
Gruß
Sven Glückspilz
Hallo Sven,
Angenommen der flüssige Stickstoff besitzt im Vorratsgefäß
eine Temperatur von etwa
20 K.
Diese Annahme halte ich für sehr unwahrscheinlich.
Das werden eher um die 75K sein.
Alls andere müsste extra runter gekühlt werden.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter(TOO),
Diese Annahme halte ich für sehr unwahrscheinlich.
ich gebe dir natürlich recht, besonders da ich kurz nach dem Abschicken meines Beitrags bemerkte, daß der Stickstoff unterhalb 63 K fest sein müßte.
Zu der Annahme, daß Stickstoff hier immer noch flüssig ist kam ich, da mir ein Diagramm vorliegt mit der Überschrift: „Spezifisches Gewicht der flüssigen und gasförmigen Phase verschiedener Stoffe im Sättigungszustand (Teil1)“.
Die Kurve für Stickstoff ist herunter bis 20 K durchgezogen.
Die Tabellen: „Kurven und Zahlentafeln für die Tieftemperaturtechnik“ einer namhaften deutschen Firma stammen von 1955. Wahrscheinlich wurden sie und obiges Diagramm daraus, in der Zwischenzeit abgeändert.
Mich hätte die Meinung von Paul interessiert, der heckt aber wahrscheinlich neue Anfrage betreffend diverser YouTube-Zaubereien aus.
Gruß
Sven Glückspilz
Mich hätte die Meinung von Paul interessiert, der heckt aber
wahrscheinlich neue Anfrage betreffend diverser
YouTube-Zaubereien aus.
Eine Meinung, welcher Effekt ausschlaggebend ist, konnte ich mir nicht bilden. Es werden die beschriebenen Effekte in unterschiedlichen Größenordnungen beitragen. Die 120 % hatte ich übrigens nur aus dem Höhenanstieg, den man im Video sieht, geschätzt. Auf mehr als 120 % steigt die Flüssigkeit meiner Meinung nach nicht, der Anstieg dürfte aber geringer liegen. Um wieviel geringer vermag ich nicht sagen, aber die obere Grenze kann ich auf 120 % legen.
Danke für die Diskussion, wenn ich das nächste Mal flüssigen Stickstoff habe, werde ich mir das mal genauer anschauen. Inwiefern die Mittelinsel beiträgt, kann man ja leicht ermitteln, indem man eine vorgekühlte Insel einsetzt.
Gruß
Paul
Hallo Paul,
unterschiedlichen Größenordnungen beitragen. Die 120 % hatte
ich übrigens nur aus dem Höhenanstieg, den man im Video sieht,
geschätzt. Auf mehr als 120 % steigt die Flüssigkeit meiner
Meinung nach nicht, der Anstieg dürfte aber geringer liegen.
das habe ich dich oben bereits gefragt aber keine Antwort bekommen:
Wo sind denn z.B. 100 %?
Wo fängst du denn an mit dem Höhenanstieg, wo sind 0 % ?
Um wieviel geringer vermag ich nicht sagen, aber die obere
Grenze kann ich auf 120 % legen.
Von dieser oberen Grenze („120 %“) die du kennst, zählst du jetzt auf 0 % zurück. Wo landest du da?
Inwiefern die Mittelinsel beiträgt, kann man ja leicht
ermitteln, indem man eine vorgekühlte Insel einsetzt.
Was bezeichnest du als „Mittelinsel“ bzw. „Insel“ und woraus besteht sie?
Gruß
Sven
das habe ich dich oben bereits gefragt aber keine Antwort
bekommen:
Wo sind denn z.B. 100 %?
Wo fängst du denn an mit dem Höhenanstieg, wo sind 0 % ?
0 % Gefäßboden
100 % Flüssigkeitshöhe nach Eingießen
120 % Flüssigkeitshöhe nach Überfluten der Mittelinsel
Was bezeichnest du als „Mittelinsel“ bzw. „Insel“ und woraus
besteht sie?
Die runde, schwarze Plattform in der Mitte des Gefäßes bezeichne ich als Insel. Woraus diese besteht weiß ich nicht.
Gruß
Paul
Hallo Paul,
Die runde, schwarze Plattform in der Mitte des Gefäßes
bezeichne ich als Insel. Woraus diese besteht weiß ich nicht.
leider hast du meine Antwort Re^7 vom 13.09. an dich nicht gelesen, sonst würdest du wissen, um was es sich bei der runden, schwarzen Plattform in der Mitte des Gefäßes
Aus deinem
0 % Gefäßboden
100 % Flüssigkeitshöhe nach Eingießen
120 % Flüssigkeitshöhe nach Überfluten der Mittelinsel
entnehme ich, daß du annimmst der metallische, zuerst stehende Körper würde ab
56 Sekunden Filmlaufzeit schwimmen.
Dem ist nicht so: Laut Versuchsüberschrift # 2 soll:
„The Meissner Effect“ (besser: The Meissner-Ochsenfeld-Effect) gezeigt werden. Erkundige dich über diesen Effekt.
Wenn du an den Anfang von Versuch #2 hingeschaut hättest, würdest du weiter gelesen haben:
"(A magnet-levitating over a superconductor cooled with liquid nitrogen)“.
Oh Wunder, da ist ja beschrieben woraus deine: „runde, schwarze Plattform“, deine „Mittelinsel“ besteht. Es handelt sich um: „a superconductor“. Heureka!
Wenn man aufmerksam beobachtet, kann man bei diesem Versuch selber viel entnehmen und braucht gar nicht zu fragen.
Viele Grüße
Sven Glückspilz