Was ist der Zusammenhang von Wasserdruck und Kompression?
Hallo zusammen,
folgende Situation:
wenn ich z.B. ein Gefäss habe in dem Wasser ist mit einem bestimmten Druck (z.B. 4 Bar) und ich das Gefäss über eine Öffnung, welche ganz oben vom Gefäß ist, öffne und somit drucklos mache, wird Wasser rausfließen. Allerdings ist Wasser inkompressibel. Wie kommt es dann dass im Gefäss mehr Volumen sein kann? Hat der Wasserdruck etwas mir der Inkompressibilität zutun?
5 Antworten
Der Druck auf das flüssige Wasser im geschlossenen Behälter kann nur durch die Gefäßwand erzeugt werden, indem die sich elastisch verformt hat, was bei Stahl z.B. überhaupt kein Problem ist. Wenn man dann das Gefäß öffnet, entspannt sich die Gefäßwand und der Druck lässt nach. Die dabei auftretende Volumenverminderung ist aber so gering, dass höchstens ein paar Tropfen ausfließen.
Wasser oder andere Flüssigkeiten sind praktisch inkompressibel. Zitat aus Wikipedia
Eigenschaften des Wassers - WikipediaWasser hat bei einer Temperatur von 4 °C unter Normaldruck einen Kompressionsmodul von ungefähr 2,06 GPa - bei 100 MPa (tausendfacher Normaldruck bzw. Wasserdruck in knapp 10 km Tiefe) verringert sich sein Volumen daher um etwa fünf Prozent. Entsprechend der Dichte von 1 kg/dm
Unter Haushaltsbedingungen kannst du also davon augehen, dass das Volumen des Wasser bei Druckänderung konstant bleibt. Ganz anders sieht es mit der Wärmausdehnung aus . . . die ist von 20Grad auf 80Grad schon deutlich
Wenn wirklich nur Wasser in dem Gefäß ist, geht das nicht.
(Mal davon abgesehen, dass Wasser sich doch ein bisschen komprimieren lässt.)
Die Kompressibilität von Wasser ist klein, aber nicht null. Wenn der Druck von 4 Bar auf 1 Bar sinkt, dehnt das Wasser sich also (minimal) aus.
Da wird praktisch kein Wasser auslaufen.
Das ist auch der Grund, warum man Reifen beim Test auf Platzen mit Wasser und nicht mit Luft füllt.