Arbeit im Luftleeren Raum?

2 Antworten

Das ist die freie Expansion eines Gases ins Vakuum, und dabei wird keine Arbeit verrichtet. Man kann das auf verschiedene Arten begründen und berechnen. Auf mikroskopischer Ebene (ohne Berechnung) hier eine Beschreibung: Da die Moleküle plötzlich einfach nur mehr Platz haben, ohne dass aber sonst etwas passiert, verteilen sie sich in dem nun größeren Volumen, ohne aber dabei ihre mittlere Geschwindigkeit zu verändern. Damit ändert sich auch nicht ihre mittlere kinetische Energie, also ändert sich auch nicht die Temperatur des Gases. Wegen der gleichbleibenden Temperatur (makroskopisch) bzw. der gleichbleibenden kinetischen Energie der Moleküle (mikroskopisch) ändert sich die Energie des Gases nicht, und da das der Behälter ja thermisch abgeschlossen sein soll, kann auch keine Arbeit verrichtet werden.


Das natürlich unter der Voraussetzung, dass die Membran entfernt wird. Wenn sie undurchringlich ist und durch das Gas verbogen wird, dann verrichtet das Gas natürlich schon Arbeit und kühlt sich dabei ab. Kommt also auf die genaue Aufgabenstellung an, dies konnte ich aus der Frage nicht so hundertprozentig entnehmen.



Man hat hier zwei verschiedene Zustandsformen von Druck, also eine Energiedifferenz. Du kannst das also mit einer Flasche vergleichen die zum Beispiel im Kühlschrank an Volumen verliert, sich also zusammenzieht. Wenn man die Flasche öffnet, passiert ein Druckausgleich.
In deinem beschriebenen Raum passiert letztendlich das Gleiche. Das Gas verteilt sich im gesamten Raum und verändert damit die Energiedifferenz auf Null, also wird Arbeit verrichtet.

Wieso entzieht das Weltall uns nicht die Luft?

Hallo,

Wenn ich eine Dose, indem ein Vakuum herrscht in einer Atmosphäre "ansteche" so wird sich diese Dose innerhalb kürzester Zeit mit dem Inhalt der Atmosphäre füllen. "Vollziehen" würde vielleicht besser passen.

Unsere Atmosphäre, die ja hauptsächlich aus Sauerstoff besteht, befindet sich doch umgeben von Vakuum (dem Weltall). Wieso entreißt uns dieses nicht die Luft (bzw jegliche Gase)?

Ein paar Gedanken die ich die ich dazu hatte waren z.B. das die Ozonschicht praktisch als Schutz dazwischen steht. Da die Ozonschicht aber, wie der Name schon sagt, aus Ozon besteht, blieb mir da nur die selbe Frage.

Außerdem dachte ich das die Gravitation da vielleicht ein Wörtchen mit zu reden hat. Aber ich kann mir irgendwie nicht vorstellen das ein Gas, wie sagen wir mal Helium, das auf unserem Höhenlevel noch binnen Bruchteilen einer Sekunde verfliegt, schon ein paar tausend meter weiter plötzlich nicht mehr gegen die Gravitation ankommt. Außerdem hätte diese Theorie ja zur Folge das wir den Himmel nicht erblicken könnten weil sich dort alle Gase auf ihrem jeweiligen Höhenstand verewigt hätten seit Anbeginn der (Erd-)Zeit. Ausserdem wird die Erde ja in einer Umlaufbahn gehalten, ist also ebenfalls einer externen Gravitation ausgesetzt... also das kann es wohl nicht sein schätze ich.

Das einzige das Sinn ergeben würde ist das wir nicht unter Sog, sondern unter Druck stehen. Und der Inhalt unserer Atmosphäre praktisch durch Druck auf unserem Planeten gehalten wird. Das wiederum würde bedeuten ich muss das mit dem Vakuum vielleicht doch noch mal genauer studieren.


Joah.. und da ich soviele Theorien habe zu denen ich im Internet keine Antwort finde (abgesehen von "Jetzt Physikstudium an der Fernuni XY beginnen"), frag ich eben mal hier.
Vielen Dank im Voraus

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