Druck im Weinfass

Schroedinger · Anmeldungsdatum: 13.06.2011 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hi,

habe folgende Aufgabenstellung:

Herr Pascal dichtet ein Fass (1m hoch)mit 500l Wein ab, bohrt oben ein Loch rein und steckt dort ein Steigrohr rein (Fläche des Rohrs = 0,9cm²)
Die Aufgabe ist eigentlich recht einfach, aber ich kann es mir nicht vorstellen.

Damit der Druck am Boden dass Fasses ums 4-fache steigt muss das Steigrohr 3x so hoch sein, damit man auf 4 meter kommt. Schön und gut.

Aber warum zerfliegt das Fass, wenn er gerade mal ein Glas Wein in das Steigrohr schüttet?

Meine Ideen:
Ich denke mir:

Irgendwas passt da nicht...

ich dachte mir, es passiert folgendes: Ich schütte wein oben rein..und dann ist irgendwann das Rohr voll und es passiert gar nichts, außer das der Wein aus dem Rohr überläuft.

Warum um alles in der Welt explodiert das Fass?? Wenn ich UNTER DRUCK irgendwo Wasser reinpresse kann ich mir vorstellen, dass das Gefüge in die luft fliegt..aber hier? Könnt ihr mir helfen?

Gargy-unangemeldet · Gast

Da fehlt doch was. Stell mal bitte die komplette Aufgabenstellung/den Text ein.

Schroedinger2 · Gast

kurz und knapp:

Pascal dichtet das Fass komplett ab, bohrt ein Loch ob rein, steckt dass Steigrohr rein (welches 3m hoch sein muss damit die gesamthöhe 4m beträgt) und fängt an Wein in das Steigrohr zu gießen.

Nach (berechneten) 1,2 Gläsern fliegt das Fass auseinander.

Volumen Fass = 500l
Fasshöhe = 1m
A(rohr) = 0,9cm²
V(glas) = 0,25l

Der Druck am Fassboden soll sich vervierfachen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Du hast in Deinem Eröffnungspost doch bereits selber festgestellt, dass sich der Druck am Fassboden vervierfacht, wenn das 3m hohe Steigrohr gefüllt ist. Was in Deiner Aufgabe fehlt und wonach Gargy-unangemeldet gefragt hat, ist die Druckfestigkeit des Fasses.

Im Übrigen passen in das 3m hohe Steigrohr mit einem Volumen von 0,27l nicht 1,2*0,25l=0,3l rein.

schrödinger3 · Gast

Ja:

Aber warum vervierfacht sich der Druck?? Letztlich ist es doch egal, welchen Durchmesser das Steigrohr hat oder?? Ich kann doch auch 3x das gleiche Fass übereinander setzen und bis oben voll machen - der Druck am Boden ist dann identisch.

Aber warum zerfliegt das Fass?? Der Druck drückt doch nur von oben nach unten?! Also auf eine Fläche, die Seitenwände bleiben doch absolut unberührt davon?!

Und warum läuft der Wein im Steigrohr nicht einfach über oder bleibt auf dem Niveau im Steigrohr stehen?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Thesaurus · Gast

Hallo Schrödinger3,

der Druck wird einzig und allein erzeugt durch die Höhe der Flüssigkeitssäule und wirkt nicht nur nach unten, sondern überträgt sich durch die Flüssigkeit in alle Richtungen, also auch seitwärts gegen die Wände und (beim gegebenen Fass) nach oben. Wenn das nicht so wäre, würde z.B. das Wasser in einem Aquarium einfach stehenbleiben, wenn man die Scheiben an den Seiten wegnimmt.

Dein Problem bei der Anschauung dürfte sein, dass du dir nicht vorstellen kannst, dass eine so dünne Flüssigkeitssäule wie die im Rohr genug "Schmackes" hat, um das Fass zu sprengen. Bei deiner Anschauung musst du zwei Bilder voneinander trennen, dann wird es vielleicht einfacher: Auch wenn das Rohr noch dünner wäre, würde die hohe Flüssigkeitssäule den Druck vervierfachen. Ich lese die Aufgabe so, dass der vierfache Druck bewirkt, dass die Dichtung des Fasses kaputtgeht. Das passiert dann, egal ob ein dickes oder ein dünnes Rohr mit viel oder mit wenig Flüssigkeit im Fass steckt, hauptsache die Füllhöhe stimmt. Jetzt kommt das zweite Bild: "Auseinanderfliegen" kann das Fass umso spektakulärer, je mehr Flüssigkeit im Rohr ist. Die Zerstörungswirkung hängt nämlich nicht nur vom Druck ab, sondern auch von der Energie, die zum Zerstören zur Verfügung steht. Je mehr Flüssigkeit desto mehr Energie steckt darin.

Gruß

Thesaurus

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

http://www.leifiphysik.de/web_ph08/musteraufgaben/14_schweredruck/pascal/pascal.htm