Warum verletzt der Haarröhrchen-Effekt nicht den Energieerhaltungssatz?
4 Antworten
Meinst du, den Kapillareffekt? Das liegt daran, dass die Flüssigkeit in einem Kapillar noch fester drinsteckt als auf dem Erdboden. Sie hat dort also weniger Energie als wenn sie unten auf dem Erdboden wäre. Man muss also auch mehr Energie aufwenden, um sie aus dem Kapillar zu bekommen als sie gegen die Schwerkraft zu heben.
Man könnte das Wasser nach oben befördern bis das Röhrchen voll ist. Das Wasser wird aus dem Röhrchen nicht freiwillig herauskommen.
Auch nicht wenn die Innenseite am Ende gefettet ist? Dann müsste das Wasser ja "rausrutschen" oder?
Was das Wasser beim Eintritt in das fettige Ende gewinnt, verliert es beim Austritt. Die Energieerhaltung ist leider nicht so leicht zu verletzen. :)
Stichwort: Oberflächenenergie.
(Die Grenzfläche Kapillarenmaterial-Flüssigkeit hat eine wesentlich geringere Energie je Flächeneinheit als die Grenzfläche Kapillarenmaterial-Atmosphäre)
Die Flüssigkeit steigt deshalb, weil (und nur dann, wenn) ihre Moleküle und die Moleküle des Röhrchens einander anziehen. Bei dem Vorgang des Anziehens und Haftenbleibens wird aus dem elektrostatischen Feld zwischen den Molekülen Energie frei. Diese Energie wird nun zur potentiellen Energie der gestiegenen Flüssigkeitsmenge.
Zum Vergleich: Auch, wenn man einem Magneten dicht an die Kühlschranktür bringt, wird aus dem Magnetfeld Energie frei, man merkt es an der Kraft, die die Hand in Richtung Kühlschranktür zieht. Wenn man den Magneten wieder ablöst, muß man mit Muskelkraft genau die gleiche Energiemenge wieder an das Magnetfeld abgeben.
Die Flüssigkeit steigt so hoch, bis ihre potentielle Energie gleich groß ist wie die Klebeenergie, die dabei an der Kontaktfläche zwischen ihr und dem Röhrchen frei wird.
Je enger das Röhrchen ist, um so höher steigt die Flüssigkeit. Der Grund: Die Oberfläche hängt linear vom Radius ab, das Volumen jedoch vom Quadrat des Radius: O=2πrh und V=πr²h. Wenn man das Röhrchen enger macht, hat man also weniger Volumen pro Mantelfläche. Je enger das Röhrchen ist, um so höher muß deshalb der Flüssigkeitsfaden steigen, bis sein Gewicht und die Summe der Klebekräfte gleich sind, d.h. bevor seine pot. Energie so groß ist wie die Energie, die zwischen seinen Molekülen und denen des Röhrchens frei wird.
nein das wird nichts, die kraft, die du benötgist, das wasser aus dem röhrchen heraus zu ziehen, ist genauso groß, wie die kraft, mit der es sich im röhrchen festhält... da hilft auch kein hausfrauenmittelchen wie butter. auch hausmannmittelchen wie wd40 werden da nichts nutzen.
lg, Anna
Wenn das Röhrchen aber nun oben nach unten gebogen wäre und das Ende eingefettet könnte man dann nicht Wasser nach oben befördern? Und somit Energie gewinnen?