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Der Zylinder sollte möglichst Durchsichtig zwecks Beobachtung sein, jedoch stabil/elastisch genug um dem Vakuum in Relation unserer vorherrschenden Gravitation und der zu erwartenden Spannung im Material, standzuhalten -Plastik/Plexiglas/Glas/Panzerglas?
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Ein Zylinder auf Langzeitfunktion eines Vakuums, ohne Beobachtung aber möglicher Option der Wärmeentwicklung im Inneren, aus Titan fertigen -reines Titan/Legierung?
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Wie ein Vakuum aufrechterhalten, wenn ein Teil (Ding) sowohl im Inneren (des Zylinders + Vakuums) als auch Äußeren (Umwelt) agieren (Bewegung) soll, ohne jedoch Reibung (Übergangsstelle) zu erzeugen…
Liebe/-r Experte/-in,
wozu soll das dienen?
Wie groß soll das werden?
In wie weit spielt die Gravitation deiner Meinung nach eine Rolle?
Geheimnis
Klein(er) da kostenintensiv
Die Gravitation/Schwerkraft im Verhältnis zu dem Objekt des Vakuums erzeugt meiner Erinnerung nach eine massive Spannung im Material welches das Vakuum umgibt…
Da ich nur ungerne versehentlich eine Splitterbombe kreieren würde die mir die Hände zerfetzt, wäre es gut um die Materialeigenschaften zu wissen…
Hallo, epofp!
Ich bin nun wahrhaftig kein „Experte“, was die Physik angeht, aber ich will zumindest meine Ansicht darlegen.
Zu 1. Der Zylinder muss nicht sonderlich stabil sein, denn er muss ja nur den Druck von einer Atmosphäre aushalten. Halbwegs stabiles Glas sollte da ausreichen. Gravitation, Spannungen und Ähnliches sind doch gar nicht maßgebend. Denke z. B. an Isolierkannen, das Vakuum im Inneren der Zwischenwände ist zwar noch lange nicht mit einem Hochvakuum zu vergleichen, aber überlege mal, wie dünn die Wand zum Innenraum der Kannen ist.
Zu 2. und 3. Der Zylinder muss doch nur luftdicht sein, ein entsprechendes Ventil, das geschlossen wird, nachdem die Luft entfernt wurde - durch eine Vakuumpumpe - reicht völlig aus.
Die „Interaktion“ mit der Umwelt hängt nicht vom Inhalt des Zylinders ab, es ist gleichgültig, was du darin plazieren willst, eben auch ein Thermometer, um die Temperatur zu messen. Du musst zwischen Temperatur im Sinne der Thermodynamik und der Wärmestrahlung unterscheiden. Wenn der Zylinder (annähernd) luftleer ist, hat er im Sinne der Thermodynamik keine „Temperatur“, denn die bezieht sich ja auf die Bewegung der (Gas-)Moleküle - kein Gas - keine Bewegung - keine Temperatur. Das Thermometer wird aber durch die Wärmestrahlung der Umgebung des Raumes, in dem der Zylinder steht, erwärmt werden, die Moleküle in seinem Inneren bleiben so in Bewegung, oder werden sogar schneller („heißer“), wenn man den Zylinder in die Sonne stellt.
Ich hoffe, das war halbwegs korrekt und hat dir geholfen.
Gruß HenryG
halt, halt, halt! Alles zurück! Ich denke gerade daran, das mit der Atmosphäre ist zwar richtig, aber der Druck liegt ja auf jedem Quadratzentimeter mit einem Druck von einer Atmosphäre, also sollte es wohl doch eher Panzerglas sein, damit man was sehen kann!
Vielen Dank für deine Umfangreiche Antwort.
Der Punkt der Interaktion ist, Verzeihung falls ich mich in der Hinsicht missverständlich ausgedrückt haben sollte, dass jenes Ding (was auch immer Stab, Kugel, etc.) zu einem Teil im Inneren des Vakuums agieren, seine Bewegung vollziehen soll, der andere Teil in unserer Atmosphäre (das Wort hatte ich gesucht^^)
Nochmal danke!, werde es berücksichtigen .-D
Du sagst:
„Die Gravitation/Schwerkraft im Verhältnis zu dem Objekt des Vakuums“
Du reihst mal wieder Begriffe aneinander, die keinen Sinn ergeben.
„… erzeugt meiner Erinnerung nach eine massive Spannung im Material welches das Vakuum umgibt.“
Und auch dieser Halbsatz enthält nichts Sinnvolles.
Deine Befürchtung, ggf. unbeabsichtigt eine Bombe zu konstruieren, zeugt zusammen mit deinen anderen Aussagen von mangelhaftem physikalischen Verständnis.
Als Folge deines Unwillens, den Zweck des Konstrukts zu benennen und deiner mangelhaften Vorkenntnisse kann ich nur mit dem Satz:
„Ich wünsche dir viel Glück“ helfen.
Hallo epofp,
könnten Sie Ihre Frage präzisieren? Wie gut soll das Vakuum sein?
Kommt außer dem Druckunterschied noch eine weitere Belastung auf den Zylinder zu?
Wie groß soll der Zylinder sein?
Wie warm soll es werden oder besser welche Leistung wird abgestrahlt?
Wieviel Geld darf es kosten?
Vorab einige Auskünfte mit Vorbehalt:
1.Wenn der Zylinder nicht zu groß ist, und außer dem Vakuum keine besonderen Spannungen darauf einwirken, kann man ihn aus Glas fertigen.
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Wenn Sie nicht an Gewicht sparen müssen, gibt es keinen Grund Titan zu verwenden. Standardmäßig wird Edelstahl verwendet. Möglicherweise brauchen Sie aber auch nichts besonderes. Eine Glühbirne etwa hält den mit über 2000°C strahlenden Wolframdraht auch ohne Abschirmung aus.
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An einer Stelle müssen sie den Zylinder Abpumpen. Üblicherweise ist das auch der Befestigungsflansch. Falls der Zylinder nicht frei im Raum schwebt, ergibt sich durch das Evakuieren keine (zusätzliche) Behinderung von inneren oder äußeren bewegten Teilen.
Grüß Gott Arnold,
nach Möglichkeit sollte es ein Ultrahochvakuum mit dem derzeit möglichen Druck von 10−16 mbar sein (Am liebsten natürlich ein Vakuum wie es im Weltall herrscht).
Außer dem Druckunterschied als Belastung des Zylinders, dürften sich die im Inneren des Zylinders befindlichen Magnete, die der Länge nach ausgerichtet und in Rotation gebracht werden sollen, als weitere Belastung darstellen (siehe http://www.wer-weiss-was.de/app/query/display_query?..).
Theoretisch gibt es außer der Vorgabe unter Berücksichtigung des Kostenmanagements keine Obergrenze für die Größe des Zylinders, er muss halt so groß werden wie er muss um verwertbar, analysierbar zu sein.
Da kein mir bekanntes Referenzobjekt vorliegt, wird es Aufgabe des ersten Zylinders sein, die W-Fragen zu klären, um im zweiten Zylinder aus Titan (z.B) Anwendung zu finden.
So viel wie es kosten muss um realisiert zu werden.
Zu 3., im zweiten zu realisierenden Zylinder, soll sich (stell dir als simpelste Veranschaulichung eine Hantel vor) der eine Teil, die eine Hälfte des „Hantelkörpers“ im Inneren des Zylinders drehen (im Vakuum) und die andere Hälfte in unserer Atmosphäre, ohne jedoch durch A. ein Loch (z.B.) im Boden, das Vakuum zu zerstören und B. ohne Zutun (z.B. Zahnräder) von Kraftübersetzungen, um die eigentliche Drehung im Hochvakuum zu beeinflussen - stelle gerade fest, das ich dieses Problem während des Schreibens gelöst habe^^
Ich danke auch dir für deinen Beitrag und wünsch vorerst einen schönen Tag.
Mit besten Grüßen
… Kraftübersetzungen, um die eigentliche Drehung im Hochvakuum NICHT zu beeinflussen…
Sorry .-D
Ein Vakuum von 10 -16 mbar ist nur mit extremem Aufwand erreichbar. Ich denke mit durchsichtigen Materialien ist das nicht machbar. Offen gestanden habe ich auch keine Erfahrungen in diesem Druckbereich.
Mit einem Wassergekühlten (eventuell Doppelwandigen) Edelstahlzylinder mit speziellen Schaugläsern und einer Vitondichtung an der Chargieröffnung (ansonsten Cu-Dichtungen) kommt man mit Turbopumpe, Flüssigstickstoffgekühltem Baffle und Ausheizvorrichtung (150°C) in den 10 -11 mbar Bereich.
Möchte man noch tiefer herunter muss man die Vitondichtung durch eine Cu-Dichtung ersetzen und noch länger Pumpen und eventuell noch höher Ausheizen. Ich weiß nicht genau wie tief man herunter kommt. Der Druck wird jedoch durch den Wasserstoff, der durch Metalle diffundiert nach unten hin begrenzt. Um die Wasserstoffdiffusion zu begrenzen, kann der Zylinder noch mit Glas beschichtet werden. Zudem kann der Zylinder mit flüssig Stickstoff statt mit Wasser gekühlt werden. Allerdings bildet sich dann eine dicke Eisschicht um den Zylinder die die äußeren bewegten Teile behindern könnte. Das Baffle könnte auch mit Flüssig Helium gekühlt werden (sehr aufwändig und nicht ungefährlich).
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