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Khomiker
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 Khomiker Verfasst am: 10. Feb 2020 09:52 Titel: Nochmal zusammengefasst. |
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Meine Frage:
Hallo liebe Physiker, ich stehe vor einem mehr oder minder Komplizierten Problem. Ich habe mich dafür interessiert (da ich in einem Chemie Labor arbeite) wie schnell glasteilchen durch eine Implosion durchschnittlich werden.
Dabei habe ich ein paar Dinge angenommen. 1 Absolute Kugelform der Glasgeräte. eine 4 milimeter dicke Glasschicht. Glasschicht besteht aus Borosilikat mit einer Dichte von 2,23 g /cm^3.
Ich habe die Rechnung für Verschiedene Füllmengen aufgestellt.
Der Radius des 100 ml Kolben beträgt: 2,88 cm. mit Glas 3,28 cm, Dabei komme ich auf ein Gewicht der Glaskugel von 106,4 g. Die Oberfläche von der Glaskugel beträgt 89,1 cm^3
Mit folgender Formel berechnete ich die Kraft:
F= \varrho \cdot A
Die Kraft die auf einen evakuierten Kolben wirken berechnet. A ist dabei die Fläche \varrho ist dabei der wirkende Druck (Standartdruck 1024 hektopascal).
Ich habe mich dabei an folgende Vorschläge gehalten.
https://www.physikerboard.de/topic,25308,-beschleunigung-einer-kugel-durch-luftdruck.html.
Die Geschwindigkeit berechnete ich ebenfalls durch die formel:
V = sqrt{\frac{2 \cdot s \cdot F}{m}}
s blieb dabei der Radius der Glaskugel. (ich nahm nur den radius der evakuiert war als beschleunigungsweg als der innere radius. (2,8
Nun setzte ich die gesamte Kolbenmasse ein und die Kraft als Konstante.
Dabei kam ich auf 7 m/s. Diese Geschwindigkeit stellt natürlich nur einen Mittelwert dar. Es gibt schnellere und Langsamere Teilchen und setzt voraus das sich die Oberfläche des Glases nicht ändert.... Was beim Brechen nun nicht unbedingt gegeben ist. Jedoch wirkt der Druck nur aus einer Richtung sodass die seitlich gebildeten Risse kaum Einfluss darauf haben wie schnell sich die Teilchen am ende Bewegen. Glaube ich zumindest.
Nun zu meinem Eigentlichen Problem.
Wie Rechne ich nun weiter wenn ich einen Innendruck also im Kolben.
Dabei setze ich vorraus: A bleibt wieder gleich. P im inneren Der Kugel ist proportional zu dem volumen der Kontrahierenden Kugel. Dabei stellt P in der Kugel die Gegenkraft zu P außerhalb der Kugel dar.
D.h wenn ich den Radius bei der implosion halbiere so herscht im inneren der Kugel der 8 Fache Druck. Ich nehme nun ebenfalls etwas anderes an: Die Beschleunigung hört einfach auf wenn der Druck bei Standart angekommen ist. (sie würde ja bei größer 1 ja negativ werden) Wie schnell wären nun die Teilchen bei etwa 200 mbar Startinnendruck durchscnittlich? Wie schnell bei 30 mbar?
Meine Ideen:
Öhm....
Ich sehe grade deutsche Sprache schwere Sprache. Also Sorry, ich habe nicht auf Rechschreibfehler oder gar Wortfehler ausschau gehalten. Die Formeln von oben wurden leider nicht angezeigt. Ich denke aber wenn man mit gelegentlichen Facepalm darüber hinwegliest, so sollte der eigentliche sinn der Frage noch verständlich sein.
Formel 1:
Formel 2:
| Code: | | v = sqrt{\frac{2 \cdot s \cdot F}{m}} |
Grundsätzlich habe ich für erste Rechnung folgende Annahmen getroffen:
Das Glas ist sich beim Beschleunigen nicht selbst im weg, ich wollte nur eine mittlere Geschwindigkeit.
Im inneren der Kugel herrscht das absolute Vakuum.
der Beschleunigungsweg des glases beträgt nur den Weg von dem Zentrum des Kolbens (Kugel) bis zur inneren Glaswand. 2,88 cm
Dies Führt zu den 7m/s die ich berechnete.
Mich interessiert nur die Frage:
Wie komme ich nun auf ein Ergebnis mit Innendruck.
Folgende Vorraussetzung. Der Innendruck wirkt dem Außendruck entgegen. Der Innendruck ist gegensätzlich Proportional zu dem Volumen der Kontrahierenden Kugel. (während sie zersplittert wird sie ja Kleiner)
Jegliche beschleunigung hört auf wenn der Innendruck der Inneren Kugel beim kontrahieren den Außeren druck von 1024 Hpa erreicht.
Zwei Beiträge zusammengefasst, damit es nicht so aussieht, als ob schon jemand antwortet. Steffen |
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