Mal eine Frage abseits der Elektrotechnik: Bei einer Explosion in einem Würfel mit 1m³ Volumen, die zu einem Druckanstieg von 1kPa (=N/m²) führt, welche Kraft wirkt da auf die einzelnen Würfelflächen? Wirkt auf jedes der 6 Flächenelemente 1000N? Oder wirkt auf die Gesamt-Innenfläche 1000N, also 1000/6 N pro Flächenelement? Ich tendiere zu letzterem, aber das würde meine Rechnung fast zu schön aussehen lassen :)
Icke ®. schrieb: > Was willst du denn sprengen? Ein Dixi-Klo? http://www.stern.de/panorama/zigarette-angezuendet-explosion-auf-mobiler-toilette-kostet-australier-fast-das-leben-1709801.html
Fhutdhb Ufzjjuz schrieb: > was sagt Dir die Größe N/m² ?? Kraft pro Fläche. Bin mir nur nicht sicher bezüglich der Fläche. PS: Ich will nichts sprengen und bastel auch an nichts. Ist nur bisschen Rechnerei. Naja, ich geb's zu: Ist ein Teil von Übungen :P
Ich würde mal in den Raum werfen, dass in einem geschlossenen Behälter der Gasdruck auf alle Seiten gleich wirkt. - die Schwerkraft vernachlässigt. ;-) Fhutdhb Ufzjjuz schrieb: > was sagt Dir die Größe N/m² ?? Mir sagt das, dass die Kraft auf jeden Quadratmeter wirkt. Oder? Wären die Flächen eine Wand von 6m² und der Druck würde nur in Richtung der Wand wirken, dann würde diese mit 6N weggedrückt. Nochmal: oder? ;-)
Thilo M. schrieb: > Ich würde mal in den Raum werfen, dass in einem geschlossenen Behälter > der Gasdruck auf alle Seiten gleich wirkt. Ob das auch für einen hochdynamischen Vorgang, wie eine Explosion gilt, möchte ich bezweifeln.
Auf dem Papier hab ich selbst gemerkt, was für eine dumme Frage das eigentlich war ...
Uhu Uhuhu schrieb: > Ob das auch für einen hochdynamischen Vorgang, wie eine Explosion gilt, > möchte ich bezweifeln. Es dauert eben die Zeit (ms-Bereich), die der Explosionsstoff zur Ausdehnung des Gases benötigt, dann herrscht überall der gleiche Druck.
Thilo M. schrieb: > Es dauert eben die Zeit (ms-Bereich), die der Explosionsstoff zur > Ausdehnung des Gases benötigt, dann herrscht überall der gleiche Druck. Damit umgehst du aber die Bedingung "Explosion" und schaltest klammheimlich auf "Luftpumpe" um ;-)
Thilo M. schrieb: > Es dauert eben die Zeit (ms-Bereich), die der Explosionsstoff zur > Ausdehnung des Gases benötigt, dann herrscht überall der gleiche Druck. Und anschliessend kühlen die Gase ab und wieder wars nix mit dem Druck. Eine Explosion ist nun einmal das Gegenteil einer statischen Situation.
Eine Explosion ist nichts Anderes, als das schnelle Ausdehnen und Verbrennen eines Gases, das durch Verbrennung eines Feststoffes oder einer Flüssigkeit entsteht. Entweder geschieht das sehr schnell (Plastiksprengstoff z.B.), oder es geschieht in einer Hülle, die einen bestimmten Berstdruck hat. Dann platzt diese Hülle, bevor die Gase abkühlen und expandiert das komprimierte Gas schlagartig. Der gleiche Effekt wie bei Plastiksprengstoff. Diese Hülle ist in diesem Fall wohl der Würfel mit 1m³, er platzt nicht und das entstandene Gas bleibt bei konstanter Temperatur auf einem Druck von 1kPa. So hatte ich das verstanden. ;-)
> Diese Hülle ist in diesem Fall wohl der Würfel mit 1m³, er platzt nicht > und das entstandene Gas bleibt bei konstanter Temperatur auf einem Druck > von 1kPa. ... und ohne Platzen auch keine Explosion. Benni schrieb aber doch gerade, dass es in dem Würfel eine Explosion gibt. Da kann man dann aber nicht mit einer quasistatischen Berechnung mit Druckanstieg herangehen. So eine Explosion erzeugt ja eine Druck*welle*, liegt also weit außerhalb der quasistatischen Annäherung. Nimm als extremes Beispiel einen Silvesterknaller in einem geschlossenen Zimmer (don't try this at home...) -- der Druckanstieg insgesamt ist nicht meßbar, aber die Druckwelle zerreißt einem trotzdem fast das Ohr. Eben weil es eine starke Druckschwingung ist, deren Gleichanteil (so gut wie) Null ist. Noch ein Tipp: Der Gleichanteil des Drucks steigt um denselben Betrag, ob der "Sprengstoff" schnell oder langsam verbrennt. Die Amplitude der Druckwelle hängt aber entscheidend davon ab. Fazit: Von einem Druckanstieg zu reden, macht in diesem Kontext keinen Sinn.
Martin Geisse schrieb: > Fazit: Von einem Druckanstieg zu reden, macht in diesem Kontext keinen > Sinn. Er macht nur Sinn, wenn man die Aggregatzustandsänderung des verbrennenden Stoffes berücksichtigt. Der Übergang von fest oder flüssig zu gasförmig geht meist mit einer Volumenausdehnung einher (siehe Benzin im Brennraum oder der Airbag). Daher dürfte der Druck im Inneren eines (dichten) Würfels auch ansteigen. Natürlich hängt das sehr stark vom Stoff ab, die Explosions- bzw. Verbrennungsgeschwindigkeit ist dabei vernachlässigbar, da kein Bersten des Würfels erfolgt.
> Wirkt auf jedes der 6 Flächenelemente 1000N? >Oder wirkt auf die Gesamt-Innenfläche 1000N, also 1000/6 N pro Flächenelement? Auf jedes der Flächenelemente wirken 1000N. kPa = N/m² du hast 1kPa d.h. 1kN pro m². Und das dürfte so auch stimmen. Auf welcher Uni studierst du denn? Hab morgen Physikprüfung, da geht es genau um solche Fragen. Bist wohl auch grad noch am lernen, oder? ;-) Die Frage an sich ist aber interessant die du gestellt hast, die wurde bei uns schonmal ein einer Zentralübung gestellt (ein Student hat nachgefragt). Erklärung war hier: Wenn man den Raum nicht Würfelförmig macht, sondern mit z.B. 100 Einzelflächen umschließt, dann muss pro m² immer noch die gleiche Kraft wirken. Und NICHT die Kraft/100.
Johannes O. schrieb: > Und das dürfte so auch stimmen. Auf welcher Uni studierst du denn? Hab > morgen Physikprüfung, da geht es genau um solche Fragen. An der Uni geht es in Physik um solche Fragen?
Ja in der Wärmelehre in Physik für Elektroingenieure im 2. Semester an einer bekannten deutschen Uni. Das Thema geht natürlich DEUTLICH weiter, aber eine der einfachen "Einstiegsfragen" ist meist so in die Richtung von x mol eine einatomigen Gases benötigt Y L an Volumen bei einer Temperatur von Z K. Berechnen Sie den Druck in Pa. Welche Kraft wirkt auf die Seitenflächen des Würfels? usw.
>Bei einer Explosion in einem Würfel mit 1m³ Volumen, die zu einem >Druckanstieg von 1kPa (=N/m²) führt, welche Kraft wirkt da auf die >einzelnen Würfelflächen? Druck = Kraft/Fläche und Punkt! Es sind keine Informationen über die Dynamik vorhanden, und damit ist alles weitere Spekulation. Demnach könnte "Explosion" durch "irgendwas führt zu einem Druckanstieg von...." ersetzt werden. Wenn es dem uhu zu bunt wird geht er aufs Eis. guude ts
Der Kern liegt wohl im Unterscheiden der Begriffe bzw. wissen der Definition eines Würfels ... Hatte mal ne ähnliche Frage im Physikunterricht bei Kaufleuten, Frage war: an zwei Schrauben in der Decke ist ein Gewicht von 100kg so aufgehängt, dass die Halteseile ein gleichseitiges Dreieck mit der Decke bilden. Wieviel Gewicht hängt an jeder der Schrauben ... Trefferquote war 5% der Klasse ... :)
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