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H2CO3 steigt hoch
 
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Schwalbe



Anmeldungsdatum: 08.02.2011
Beiträge: 23

Beitrag Schwalbe Verfasst am: 08. Feb 2011 07:07    Titel: H2CO3 steigt hoch Antworten mit Zitat

Zuerst mal "Hallo" im Forum!


Könnt ihr mir bitte mal bei einer Frage helfen?


"In einem Glas Mineralwasser steigen Kohlesäureperlen hoch. WEshalb nimmt deren Durchmesser zu, wenn sie hochsteigen?"


Vielen Dank

Schwalbe
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 08. Feb 2011 07:09    Titel: Antworten mit Zitat

Welche Vermutungen hast du bisher schon dazu, was hast du dir bisher schon überlegt, und auf welches Wissen hast du dabei bisher versucht, zurückzugreifen? Erzähl am besten ein bisschen in der Richtung, dann sehen wir viel besser, mit welchen Tipps wir dir helfen könnten, da selbst drauf zu kommen smile

Was ändert sich zum Beispiel so alles, während die Gasblasen aufsteigen? Was davon könnte direkt oder indirekt eine Auswirkung auf die Größe der Blasen haben?
PhyMaLehrer



Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig

Beitrag PhyMaLehrer Verfasst am: 08. Feb 2011 07:38    Titel: Antworten mit Zitat

Ein Vergleich: Auch der Durchmesser von Wetterballons nimmt beim Aufsteigen zu, sogar so, daß sie irgendwann platzen und die transportierten Geräte an einem Fallschirm zur Erde zurückkehren können...
NaCl



Anmeldungsdatum: 24.11.2010
Beiträge: 23

Beitrag NaCl Verfasst am: 08. Feb 2011 10:24    Titel: Antworten mit Zitat

@PhyMaLehrer: Au weia. Das ist aber nun wirklich ein ganz anderer Effekt, der mit der Frage nichts zu tun hat.
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

Beitrag magician4 Verfasst am: 08. Feb 2011 10:56    Titel: Antworten mit Zitat

kleine anmerkung am rande:

das, was da aufsteigt ist kohlendioxid,
dieses gas wird zwar im volksmund gelegentlich "kohlensaeure" genannt, waere aber formal korrekt als "kohlensaeureanhydrid" zu bezeichnen.

ansonsten, ein stichwrt welches weiterfuehrend sein koennte , ist "hydrostatischer druck" resp. "hydrostatische hoehe"

gruss

ingo
NaCl



Anmeldungsdatum: 24.11.2010
Beiträge: 23

Beitrag NaCl Verfasst am: 08. Feb 2011 11:55    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, "hydrostatischer Druck" ist kein gutes Stichwort. Man kann den Effekt ja mal überschlagen, um zu überlegen, ob man das mit blossem Auge in einem Glas wahrnehmen würde (sehr lehrreich).

Die Aufgabenstellung ist insofern verwirrend, als Ursache und Wirkung etwas unklar sein könnten. Die Bläschen werden nicht größer, weil sie nach oben steigen, sondern sie steigen um so schneller nach oben, je größer sie werden.

Weiterer Hinweis: In der Schwerelosigkeit werden die Bläschen auch größer.

@Schwalbe: Mit so vielen Hinweisen versorgt, kannst Du da die Fragen von "dermarkus"beantworten?
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

Beitrag magician4 Verfasst am: 08. Feb 2011 14:18    Titel: Antworten mit Zitat

@ NaCl: ich bin entschieden nicht deiner meinung:

das volumen eines gases (bei gegebener molzahl + temperatur) ist eine funktion des druckes
der druck innerhalb einer fluessigkeitssaeule ist unterschiedlich: er nimmt pro 10 m wassersaeule um ~ 1 bar zu

- von der aufstiegsgeschwindigkeit war in der aufgabenstellung keine rede
- davon ob man den effekt mit blossem auge wahrnehmen kann ebenfalls nicht

grobabschaetzung: sei ein glas 10 cm hoch, steige die blase vom grund zur oberflaeche: dann aendert sich der druck von 1.01 bar auf 1 bar, die gaskugel dehnt sich entsprechend aus, d.h. das volumen steigt um ~ 1%

gruss

ingo

hinweis: weitere effekte wie "kugelwachstum waehrend des aufstiegs wg. vergroesserung der gas-stoffmenge" , stichwort:"druckabhaengige loeslichkeit von in wasser" duerften hier nicht gemeint sein: das waere ein chemischer kontext, der im rahmen einer physikalischen aufgabenstellung wohl nicht im fokus steht
NaCl



Anmeldungsdatum: 24.11.2010
Beiträge: 23

Beitrag NaCl Verfasst am: 08. Feb 2011 14:42    Titel: Antworten mit Zitat

@magician4:Schade, dabei hast Du doch richtig gerechnet.
Wenn Du nun noch bedenkst, dass die Änderung des Bläschendurchmessers damit im Promillebereich liegt, müßtest Du mir zustimmen, dass dies kein sichtbarer Effekt ist.

Ich finde eigentlich schade, dass diese Diskussion dem Fragenden die Chance nimmt, das Thema selber zu erforschen.

Wie gesagt, werden die Bläschen auch (sichtbar!) größer, wenn man gar keine Schwerkraft hat (also der hydrostatische Druck nicht gilt).
Den Grund dafür findet man, wenn man darüber nachdenkt, was passiert, wenn zwei Bläschen kollidieren. Und plötzlich unterstützen die unterschiedlichen Bläschengeschwindigkeiten durch Auftrieb den Effekt.
Letztlich sollte man noch verstehen, was Oberflächenspannung damit zu tun hat und warum überhaupt Bläschen entstehen.
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

Beitrag magician4 Verfasst am: 08. Feb 2011 15:17    Titel: Antworten mit Zitat

NaCl hat Folgendes geschrieben:
@magician4:Schade, dabei hast Du doch richtig gerechnet.
Wenn Du nun noch bedenkst, dass die Änderung des Bläschendurchmessers damit im Promillebereich liegt, müßtest Du mir zustimmen, dass dies kein sichtbarer Effekt ist.

dem hab ich auch nicht widersprochen

allerdings nochmal: in der aufgabenstellung ist von "mit blossem auge sichtbar" nix, aber auch gar nix gefordert
--> dein einwand geht m.a.n. am thema vorbei
NaCl hat Folgendes geschrieben:

Ich finde eigentlich schade, dass diese Diskussion dem Fragenden die Chance nimmt, das Thema selber zu erforschen.

da meiner ansicht nach dein einwand unberechtigt ist, und mir somit zur "entwirrung " keine andere chance bleibt...was sonst soll man machen um zu verhinden dass der fragesteller endgueltig vom rechten kurs abkommt?

NaCl hat Folgendes geschrieben:

Wie gesagt, werden die Bläschen auch (sichtbar!) größer, wenn man gar keine Schwerkraft hat (also der hydrostatische Druck nicht gilt).
Den Grund dafür findet man, wenn man darüber nachdenkt, was passiert, wenn zwei Bläschen kollidieren. Und plötzlich unterstützen die unterschiedlichen Bläschengeschwindigkeiten durch Auftrieb den Effekt.
Letztlich sollte man noch verstehen, was Oberflächenspannung damit zu tun hat und warum überhaupt Bläschen entstehen.

ich bin mir sehr sicher dass diese deine ausfuehrungen - die en detail durchaus ebenfalls berechtigt sein moegen - mit der aufgabenstellung / ihrer loesung nicht gemeint waren.

und ja, die oberflaechenspannung ist ebenfalls ein effekt: man koennte diese als co-druck auffassen, der die kugelgroesse mit beeinflusst.
allerdings ist die oberflaechenspannung der wassers ueber die betrachtete aufstiegshoehe sehr gut naeherungsweise konstant, kann also fuer die veraenderung des kugeldurchmessers nicht verantwortlich sein.
auch von "kugelvereinigung per kollision " etc. war keine rede im text.
und so weiter...


gruss

ingo
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 08. Feb 2011 15:27    Titel: Antworten mit Zitat

Na, bevor wir hier unter uns diskutieren, welcher Effekt oder welche Effekte hier vom Aufgabensteller gemeint gewesen sein können, warten wir viel lieber auf ein Feedback des Threaderstellers selbst. smile

Ich kann die Punkte von NaCl sehr gut nachvollziehen. Was Schwalbe aber selber überlegen und nachvollziehen kann und in welchem Zusammenhang seine Aufgabe gestellt wurde, das kann nur Schwalbe selbst uns sagen.
Schwalbe



Anmeldungsdatum: 08.02.2011
Beiträge: 23

Beitrag Schwalbe Verfasst am: 09. Feb 2011 08:35    Titel: Antworten mit Zitat

So, erst mal vielen Dank für eure Mühe!


Also, bei mir ist es so, ich hab nächste Woche eine Prüfung und suche momentan "nur" schnelle Antworten. Kann mich zur Zeit nur nebenbei mit Physik beschäftigen, da ich auch noch andere Fächer habe. Es tut mir leid dass ich euer Engagement und Wissen gröblichst enttäuschen muss, das soll eure Arbeit aber nicht schmälern.

D.h. also der hydrostatische Druck, ist jener Druck, den eine ruhende Flüssigkeit auf die darunter liegende Fläche ausübt. Je höher die Bläschen (CO2 - entschuldigung) steigen, desto weniger Druck wird durch die abnehmenden darüberliegende Flüssigkeit ausgeübt und die Bläschen können sich mehr ausdehnen.

Ist das soweit mal richtig?


Danke Schwalbe
magician4



Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914

Beitrag magician4 Verfasst am: 09. Feb 2011 11:55    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
D.h. also der hydrostatische Druck, ist jener Druck, den eine ruhende Flüssigkeit auf die darunter liegende Fläche ausübt. Je höher die Bläschen (CO2 - entschuldigung) steigen, desto weniger Druck wird durch die abnehmenden darüberliegende Flüssigkeit ausgeübt und die Bläschen können sich mehr ausdehnen.

Ist das soweit mal richtig?


das is - uebrigens auch unter den antwortern - unbestritten und richtig

gruss

ingo
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 09. Feb 2011 13:53    Titel: Antworten mit Zitat

Schwalbe hat Folgendes geschrieben:

D.h. also der hydrostatische Druck, ist jener Druck, den eine ruhende Flüssigkeit auf die darunter liegende Fläche ausübt. Je höher die Bläschen (CO2 - entschuldigung) steigen, desto weniger Druck wird durch die abnehmenden darüberliegende Flüssigkeit ausgeübt und die Bläschen können sich mehr ausdehnen.

Ist das soweit mal richtig?

Ja, das ist soweit mal richtig. Nun kommt dabei nur die Frage auf, ob dieser Effekt überhaupt so groß ist, dass er hier wirklich eine merkliche Rolle spielen kann.

Wenn man das nämlich mal konkret ausrechnet und abschätzt, stellt man fest, dass dieser Effekt mit dem Druck hier ziemlich klein ist.

Daher die Rückfrage an dich, in welchem Zusammenhang du die Frage gestellt bekommen hast, denn der wesentlichste Effekt, der hier zu größeren Blasen führt, ist ja schlicht und einfach, dass die Blasen miteinander verschmelzen, wenn sie sich begegnen.
Schwalbe



Anmeldungsdatum: 08.02.2011
Beiträge: 23

Beitrag Schwalbe Verfasst am: 10. Feb 2011 10:40    Titel: Antworten mit Zitat

Morgen,


aslo ich hab die Frage in keinem Zusammenhang, es ist einfach aus einem ungeordneten Fragenkatalog!

S.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 10. Feb 2011 14:07    Titel: Antworten mit Zitat

Dann wäre wohl die spannende Frage, aus was für eine Ecke und für was für ein Niveau so ein Fragenkatalog stammen könnte smile

Wenn das zum Beispiel mögliche Fragen für eine mündliche Prüfung wären, dann könnte es möglich sein, dass man bei so einer Frage nicht nur erzählen kann, wie das mit dem Druck auf die Blasen in unterschiedlicher Tiefe ist, sondern auch in der Lage sein sollte, schnell und einfach überschlagsmäßig abzuschätzen, wie groß dieser Effekt sein sollte, und ob er als Haupt-Erklärung für das Beobachtete "oben sind die Bläschen größer als unter" wirklich in Frage kommen kann.

Bei so etwas geht es also weniger um eine fertige Kurzantwort, sondern eher darum, dir eine Gelegenheit zu bieten, über die Physik zu reden, die du verstanden hast, und zu zeigen, dass du sie anwenden und damit arbeiten kannst. smile
Schwalbe



Anmeldungsdatum: 08.02.2011
Beiträge: 23

Beitrag Schwalbe Verfasst am: 10. Feb 2011 19:56    Titel: Antworten mit Zitat

Damit hast du sicher recht!
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