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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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 eiskristall Verfasst am: 20. Sep 2016 17:41 Titel: Isotherme Zustandsänderung- Luftblase |
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Meine Frage:
Ein Taucher (Tiefe h) gibt unter Wasser (Dichte p_w = 1000kg/m^3) eine mit Luft (ideales Gas, Stoffmenge n 10^-4 mol, Volumen V_0) gefüllte Blase ab, die mit konstanter Temperatur  zur Wasseroberfläche (Druck p gleich Luftdruck pl = 10^5 Pa, Volumen V = 3 V-=) aufsteigt (Gaskonstante R = 8 Jmol^-1K^-1, 0°C ~ 280 K, ln3 = 1,1)
Leite eine Formel für die Tiefe h des Tauchers her und berechne diese.
Meine Ideen:
die Lösung ist 
Mein Ansatz wäre die barometrische Höhenformel zu verwenden:
Aber irgendwie bringt mich das nicht weiter. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 20. Sep 2016 20:45 Titel: Re: Isotherme Zustandsänderung- Luftblase |
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EDIT
Bist Du sicher, daß mit einer Isothermen Zustandsänderung der aufsteigenden Luftblase (wie in der Überschrift; bei vermutlicher Volumenverdreifachung) zu rechnen ist? Denkbar wäre auch eine Adiabatische Zustandsänderung. (Die Fülle sinnloser Angaben irritiert mich.)
Bitte etwas sorgsamer schreiben (Vorschau nutzen!) und: 
Die barometrische Höhenformel paßt hier nicht hin. |
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moody_ds
Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515
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| moody_ds Verfasst am: 20. Sep 2016 23:42 Titel: Re: Isotherme Zustandsänderung- Luftblase |
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| franz hat Folgendes geschrieben: |
Bist Du sicher, daß mit einer Isothermen Zustandsänderung der aufsteigenden Luftblase (wie in der Überschrift; bei vermutlicher Volumenverdreifachung) zu rechnen ist? |
Damit käme man zumindest auf die Lösung.
| franz hat Folgendes geschrieben: |
Denkbar wäre auch eine Adiabatische Zustandsänderung. |
In Kombination mit deinem Kommentar über die fülle der Angaben würde mir hier allerdings der Adiabatenkoeffizient fehlen.
Ich vermute dass die Fülle der Angaben dazu dient den Schüler / Studenten nicht direkt nur mit den notwendigen Informationen zu füttern um ihn nicht direkt auf den richtigen Weg zu lenken.
@eiskristall
Die wichtigste Annahme (so wie ich die Aufgabe "nachgerechnet" habe) lautet: Der Blaseninnendruck entspricht dem Druck in der jeweiligen Wassertiefe. Druckverlauf aufstellen + isotherme Zustandsänderung lösen die Aufgabe.
Ich will aber dazu sagen dass ich die Aufgabe schlichtweg schwachsinnig finde  Der Blaseninnendruck entspricht natürlich nicht dem Umgebungsdruck! Falls das eine Aufgabe aus der Strömungsmechanik ist kann ich das absolut nicht nachvollziehen, als kleine Übungsaufgabe der Thermodynamik mag ich da wohl noch so gerade eben drüber Hinweg sehen. Ich werfe einfach mal Oberflächenspannung in den Raum. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 21. Sep 2016 00:31 Titel: Re: Isotherme Zustandsänderung- Luftblase |
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Man könnte dieses Kuddelmuddel (allein die Wassertemperatur!) nach einigen Richtungen ausspinnen ...
[Fehlt der Adiabatenkoeffizient? Vor 50 Jahren hieß es "Luft" - und fertig, aber heute?] |
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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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| eiskristall Verfasst am: 21. Sep 2016 16:05 Titel: |
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Also die Fülle der Angaben kommt sicher daher, dass es noch mehrere Teilaufgaben dazu gibt wie:
b) Wie groß ist die Änderung der inneren Energie der Luft beim Aufstieg der Luftblase?
c) Leite eine Formel für die zwischen Luft und Wasser ausgetauschte Wäremenergie  während des Aufstiegs an und berechne diese. Gibt begründet an, ob diese von der Luft aufgenommen oder abgegeben wird.
Und die Überschrift der Aufgabe lautet: Isotherme Zustandsänderung einer Luftblase in Wasser. |
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moody_ds
Anmeldungsdatum: 29.01.2016
Beiträge: 515
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| moody_ds Verfasst am: 21. Sep 2016 16:09 Titel: |
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Du bist in deinem Post nicht mehr auf deine eigentliche Frage eingegangen. Hast du mit den Hinweisen die Lösung geschafft? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 21. Sep 2016 16:21 Titel: |
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Hallo eiskristall,
was hälts Du davon die komplette Originalaufgabe hier zu posten, vielleicht als kleines Photo? Und zweitens Deine bisherigen Ergebnisse und offenen Fragen / Probleme? |
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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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| eiskristall Verfasst am: 21. Sep 2016 16:25 Titel: |
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Also ich würde mit einer isothermen Zustandsänderung beginnen da 
Jetzt weiß ich nicht weiter .-/ |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 21. Sep 2016 16:34 Titel: |
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OK!
Der Druck an der Oberfläche  ist bekannt.
Welcher zusätzliche Schweredruck kommt in einer Tiefe h hinzu?
 später dann als Kelvin 
Es fehlt noch die komplette Originalaufgabe. |
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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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| eiskristall Verfasst am: 21. Sep 2016 16:39 Titel: |
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Die Aufgabe lautet:
Isotherme Zustandsänderung einer Luftblase in Wasser
Ein Taucher (Tiefe h) gibt unter Wasser (Dichte  ) eine mit Luft (ideales Gas, Stoffmenge  , Volumen ) gefüllte Blase ab, die mit konstanter Temperatur  zur Wasseroberfläche (Druck p gleich Luftdruck ) aufsteigt (Gaskostante 
a) Leite eine formel für die Tiefe h des Tauchers her und berechne diese.
b ) Wie groß ist die Änderung der inneren Energie der Luft beim Aufsteigen der Luftblase?
c) Leite eine Formel für die zwischen Luft und Wasser ausgetauschte Wärmeenergie  während des Aufstiegs an und berechne diese. Gib begründet an, ob diese von der Luft aufgenommen oder abgegeben wird. |
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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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| eiskristall Verfasst am: 21. Sep 2016 16:49 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: |
Welcher zusätzliche Schweredruck kommt in einer Tiefe h hinzu?
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Jetzt brauche ich nur noch die Verbindung? bzw wo kommt die 2 im Zäher her bei der Musterlösung |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 21. Sep 2016 16:52 Titel: |
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Welcher Druck kommt von der Oberfläche nach unten hin, bis zu Tiefe h, zu dem Luftdruck  hinzu (Wie beim Tauchen; Du hast es schon angedeutet)? Der komplette Druck in der Tiefe h ist also 
Ehrlich:   |
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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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| eiskristall Verfasst am: 21. Sep 2016 17:29 Titel: |
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| franz hat Folgendes geschrieben: |
Ehrlich: |
Ja ehrlich, die runden alle Werte auf, damit man besser damit rechnen kann.
Viellt kommt noch der Druck dazu der mit der Tiefe zunimmt? |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 21. Sep 2016 17:57 Titel: |
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Richtig, unten 
und laut Text bekannt 
Zeit Gleichungen, zwei Unbekannte  : Welche Tiefe  also? |
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eiskristall
Anmeldungsdatum: 20.01.2016
Beiträge: 124
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| eiskristall Verfasst am: 21. Sep 2016 20:56 Titel: |
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Genial!
also  und
Ihr habt mir sehr bei der Vorgehensweise geholfen - super Anleitungen!!
Vielen, vielen Dank :-) |
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