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Post by GottfriedPost by Ralf . K u s m i e r z(Man kann sich das auch veranschaulichen: Wenn man an einem offenen
Wasserbehälter unten eine Düse anbringt, die einen Wasserstrahl nach
voben spritzt, dann steigt der Strahl annähernd bis zur Höhe des
Wasserspiegels im Gefäß auf. Das bedeutet, daß die
Ausströmgeschwindigkeit ungefähr so groß ist wie die
Fallgeschwindigkeit, die ein Körper von der Wasseroberfläche aus bis
zur Öffnung erreicht.
Das ist richtig elegant! Sehr hübsch! Ist Dir das selbst eingefallen, oder
hast Du das mal irgendwo gelesen? Erinnert mich an Feynman-Denke :-)
Selbstverständlich hemmungslos geklaut - kann mich bloß nicht mehr an
die Quelle erinnern. Wenn's nicht Galilei oder Newton gewesen sein
sollten, könnte Feynman ein ganz heißer Tip sein.
(Im Feudalismus war das sicher praktisches Handwerkswissen, denn der
aus einem Höhenreservoir zur Verfügung stehende Druck begrenzte die
Steighöhe der bei den Fürsten sicherlich beliebten Fontänen. Daß diese
Höhen gleich sind, wird den Baumeistern kaum entgangen sein.)
Post by GottfriedIm Dieselmotor wird ja die Ansaugfrischluft durch Verdichtung auf ca. 20 bar /
900°C gebracht (dann Diesel eogenpspritzt etc.pp.). Was wäre, wenn man den
Kolben im OT einfach anhalten würde? (Dichtugnsverluste sollen aussen vor
bleiben)
Logo, die Luft würde sich im Lauf der Zeit auf Zylinderwandtemperatur abkühlen
- und dabei geht sicher auch Druck flöten - aber wieviel? Resp. wieviel bleibt
übrig?
Luft ist bei mäßigen Drucken ein annähernd ideales Gas. Der
verbleibende Druckanstieg entspricht näherungsweise dem
Verdichtungsverhältnis:
<http://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Zustandsgleichung_idealer_Gase#Gesetz_von_Boyle-Mariotte>,
also z. B. Verdichtungsverhältnis 10:1 ergibt 9 bar Überdruck.
Post by GottfriedUnd wenn ich dann ein Ventil öffne, und die abgekühlte Druckluft entspanne,
wird sie sich wohl stark abkühlen - aber wieviel?
Diese Aufgabe mag ich nicht besonders, weil man sie eigentlich nur
falsch lösen kann.
Was ist die Temperatur eines Gases? - Die Temperatur eines Gases ist
die mittlere kinetische Energie seiner Moleküle, also sowas wie deren
Bewegungsgeschwindigkeit.
Wie ändert die sich, wenn die Moleküle im Gasvolumen
durcheinanderwuseln und dabei miteinander kollidieren? - Gar nicht:
Die Temperatur eines abgeschlossenen Gasvolumens bleibt konstant.
Und was ist, wenn die Moleküle gegen die Behälterwand mit der gleichen
Temperatur prallen? - Nichts, was soll sein? Die prallen im Mittel mit
der gleichen Geschwindigkeit zurück, dabei ändert sich die Temperatur
auch nicht.
Und wenn nun an der Wand aber gar keine Wand ist, sondern ein Loch,
und die Teilchen dort alle ins Freie wegfliegen? - Ja, was soll das an
deren Geschwindigkeit ändern?
Deshalb behaupten die Physiker, daß sich beim gedrosselten Ausströmen
eines Gases aus einem Druckbehälter die Gastemperatur nicht ändert:
<http://de.wikipedia.org/wiki/Isenthalp> (jedenfalls, solange einem
der <http://de.wikipedia.org/wiki/Joule-Thomson-Effekt> dabei nicht in
die Suppe spuckt).
Bloß: Stimmt das überhaupt?
Bei einem kleinen Loch strömt das Gas natürlich gedrosselt, also
relativ langsam, aus, d. h. der Druck im Behälter sinkt nur langsam
ab. Und dabei leistet das Gas im Behälter natürlich adiabatisch
Expansionsarbeit, d. h. es schiebt das ausströmende Gas gegen den
Strömungswiderstand aus dem Loch heraus. Logischerweise sinkt dabei
die Temperatur im Druckbehälter:
<http://de.wikipedia.org/wiki/Adiabatische_Zustands%C3%A4nderung#Arbeit_bei_einer_reversiblen_adiabaten_.28isentropen.29_Zustands.C3.A4nderung_eines_idealen_Gases>.
Das ausströmende Gas wird also allmählich immer kälter, weil die
Temperatur im Reservoir sinkt.
Post by GottfriedWenn Du da auch ein elegantes 'Rechenmodell' hättest...
Nicht nötig, das haben die Physiker schon erledigt, und die Ingenieure
haben Thermodramatik daraus gemacht und Dampfmaschinen uns so'n Zeugs
gebaut...
Gruß aus Bremen
Ralf
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R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphäre Autor bißchen Ellipse Emission
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nämlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus