Gibt es einen Luftdruck unter 0 bar?
Ist 0 bar Vakuum? Wenn 0 bar Vakuum ist, kann nichts unter 0 bar sein?
6 Antworten
Ja, 0 bar ist das Vakuum.
Und da es nicht weniger Luft geben kann als keine Luft, gibt es auch keinen Luftdruck (absolute Druckmessung) kleiner als 0 bar.
Ja, den gibt es tatsächlich. Ein Druck kleiner als 0 bar ist ein negativer Druck, d.h. eine anziehende Kraft pro Fläche. Diese gibt es beim Casimir-Effekt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Casimir-Effekt
>Dieser Casimir-„Druck“ pc wirkt als Kraft Fc auf die Platten der jeweiligen Fläche A und drückt sie zusammen. Er beträgt für perfekt leitende Platten im Vakuum:
pc = pi * h * c / (480 * d^4) [d=Abstand zwischen zwei parallelen Flächen]
Der Druck unter Null tritt nur auf, wenn der Raum keine "Luft" mehr enthält, das heißt keine gasförmigen Partikel und auch keine Photonen, d.h. das Gefäß muss sehr sorgfältig leergepumpt werden und die Gefäßwände müssen möglichst gut gekühlt werden.
Der negative Druck, bzw. die Anziehung der Gefäßwände ins Innere wird durch die Abwesenheit bestimmter Schwingungen und virtueller Teilchen erzeugt. Ein Teilchen kann immer auch als Schwingung verstanden werden. Für seine zeitweise Existenz muss es eine stehende Welle sein, die genau zwischen die Gefäßwände passt. Wenn der Abstand der Gefäßwände sehr klein ist, dann gibt es nicht genügend Schwingungen, die genau dazwischen passen.
Nun ja - es wurde hier nach einem negativem Luftdruck gefragt.
Der Casmir-Effekt beschreibt zwar einen "Anziehungseffekt" (ein Zusammendrücken ! von Platten) im Vakuum, ist aber hierzu nicht relevant.
Nicht als Gasdruck - dazu brauchen wir Gasteilchen, und die stoßen immer von "innen" an die Begrenzungen, "kleben" aber weder an diesen noch aneinander.
In zusammenhängenden Stoffen - Flüssigkeiten und Festkörpern - kann man durchaus negative Drücke herstellen. Man spricht dann von Spannungen.
Ein anschauliches Beispiel ist die Spannung in einem gespannten Seil.
Ein Beispiel mit Wasser: Bäume können deutlich höher werden als 10 m, weil 1. die Wurzeln einen gewissen Überdruck erzeugen, 2. die Blätter aktiv Wasser anziehen. Der Rekord beim Wurzeldruck liegt bei ca. 6 bar, das sind ca. 60 m Wassersäule (bei Bäumen deutlich darunter), aber Bäume werden bis ca. 140 m hoch, d. h. eine Wassersäule in Kapillaren reißt erst bei einer Spannung von deutlich über 8 bar, bzw. bei einem negativen Druck unter -8 bar.
0 bar ist absolutes Vakuum und relativ schwer herzustellen, weil ein kleiner Rest Luft eigentlich immer noch übrig ist. Weniger geht nicht.
Luftdruck ensteht dadurch, dass Teilchen irgendwo gegenprallen und ihren Impuls an die Wand abgeben.
Bei Null Teilchen, die umherfliegen, ist daher der Luftdruck 0. Weniger als 0 Teilchen kann es aber nicht geben, also kann auch der Luftdruck nicht unter 0 bar sinken.
Was genau erzeugt, einfach erklärt, diesen negativen Druck?