Springen naar inhoud

[natuurkunde] druk


  • Log in om te kunnen reageren

#1

zakhooi

    zakhooi


  • >25 berichten
  • 62 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 maart 2009 - 19:53

Beste mensen,
ik ben op school bezig met het onderwerp druk ( basis met lucht en vloeistoffen etc. ).
Nou kreeg ik een vraag over een waterfles van bijvoorbeeld een cavia ofzo. Zie plaatje:
Geplaatste afbeelding

Nu is de vraag: hoe kan het water in het flesje blijven terwijl het tuutje open is. Dit is allemaal onder normale omstandigheden met een buitenlucht druk van 1bar.
Wat is hier van snap is dat de buitenlucht druk groter moet zijn dan de druk in het flesje. Maar hoe is dit mogelijk ?
Hoop dat iemand mij dit simpel kan uitleggen. Het heeft geen haast.
B.V.D.

P.S. let niet op de verhoudingen in het plaatje.

Veranderd door zakhooi, 05 maart 2009 - 19:54


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 05 maart 2009 - 23:13

Nu is de vraag: hoe kan het water in het flesje blijven terwijl het tuutje open is.

De opgesloten lucht verkeert in onderdruk. Evenwicht bij het tuitje:
buitenluchtdruk = waterdruk + druk vd opgesloten lucht
(De onderdruk is = waterdruk )

Veranderd door thermo1945, 05 maart 2009 - 23:14


#3

zakhooi

    zakhooi


  • >25 berichten
  • 62 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 maart 2009 - 20:38

Dit snap ik dus niet. Waarom is de buitenluchtdruk = waterdruk + druk vd opgesloten lucht.
Buitenluchtdruk is toch gewoon 1 bar. Onderdruk is toch juist:waterdruk + druk vd opgesloten lucht ?

#4

Akarai

    Akarai


  • >100 berichten
  • 140 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 maart 2009 - 21:17

Stel het krachtenevenwicht (of makkelijker hier: drukkenevenwicht) op onderaan aan de opening van het flesje.

Stel dat het flesje bovenaan open is. De drukken die dan onderaan op het water werken zijn dan:

- De druk door het gewicht van de waterkolom boven de opening: LaTeX
- Het druk van de lucht boven de waterkolom = buitenlucht = 1 bar
- De druk van de lucht onder de opening = 1 bar

Gevolg: 1 bar + waterdruk > 1 bar -> water zal eruit stromen

Als je nu het flesje bovenaan dicht doet, zal het water eruit lopen totdat er evenwicht optreedt. Doordat het water eruit loopt, zal de waterdruk verminderen en zal de opgesloten lucht expanderen (deze druk vermindert dus ook). Wanneer er evenwicht optreedt geldt er dan:

druk van de opgesloten lucht + waterdruk = druk van de buitenlucht

Hoe krijgt de cavia nu het water eruit? Door de druk onderaan de opening te verkleinen wanneer hij drinkt.

Veranderd door Akarai, 06 maart 2009 - 21:19


#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 maart 2009 - 21:24

Nee, onderdruk is een niet-natuurkundige maar eerder technische term voor een druk die beneden de atmosferische druk ligt. De kreet zorgt voor natuurkundeleerlingen ook al voor verwarring, omdat zo veel mensen menen dat 100 keer zo weinig druk als die standaarddruk even 'erg' is als 100 keer zoveel druk als die standaarddruk.

Beschouw alles vanuit de absolute druk. Moet er dan drukevenwicht zijn, dan moet de absolute druk van de lucht in het flesje plus de waterkolom in fles en tuit gelijk zijn aan de absolute druk van de buitenlucht.

Een plaatje met een voorstelling van die situatie voor een glas met water, waarop je een kartonnen kaartje legt, en dan het glas omkeert. Als het kaartje onder het glas blijft hangen en daardoor het water in het glas blijft, dan heb je drukevenwicht. Geheel vergelijkbaar met de hamsterdrinkfles.

drukevenwicht.png
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#6

aljechin

    aljechin


  • >25 berichten
  • 99 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 maart 2009 - 10:42

Beste Akarai,
U zegt dat de cavia de druk verlaagt door te drinken. Hoe gaat dit juist?

mvg

#7

Akarai

    Akarai


  • >100 berichten
  • 140 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 maart 2009 - 15:15

Beste Akarai,
U zegt dat de cavia de druk verlaagt door te drinken. Hoe gaat dit juist?

mvg


Vergeet die laatste zin. Ik heb eerlijk gezegd geen idee..ik maakte de analogie naar drinken van water met een rietje maar dat was eigenlijk niet zo goed van mij. Het mechanisme van drinken is wat ingewikkelder dan ik daar ondoordacht even schreef.

Het mechanisme onderaan het drinkflesje zorgt er waarschijnlijk dan ook voor dat de totale druk (water + opgesloten lucht) in het flesje nooit te klein wordt, anders kan het water er nooit uit en zou het flesje als het ware imploderen. Er is dus een toevoer van lucht nodig door middel van luchtbellen. Je hebt dat trouwens ook als je van een flesje water drinkt en er geen lucht inlaat, dan zie je dat dat flesje ook krimpt. Als je blijft doorgaan dan zul je merken dat je enorm hard zult moeten zuigen om er meer en meer uit te krijgen en dan zie je de aftekening van de rand van het flesje rond je mond in je huid staan :D

Het mechanisme zorgt er waarschijnlijk dan ook voor dat er dus luchtbellen in het water terecht komen die dan via de archimedeskracht naar boven gaan en daar de druk verhogen tot er weer evenwicht is. Maar hoe dit juist werkt weet ik niet echt.

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 maart 2009 - 15:51

Deze flesjes werken niet zuiver met druk. In de tuit zit een kogeltje dat de tuit bijna afsluit. Ik weet niet of ik de werking hier zuiver interpreteer, maar het dier duwt al drinkende tegen het kogeltje waardoor het een drup water binnenkrijgt, en tevens wat ruimte maakt boven de kogel, tussen bovenkant kogeltje en binnenkant tuit. Hierdoor kan een luchtbelletje de tuit in. Dit werkt omdat de tuit niet verticaal maar schuin staat.

cavia.png
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

aljechin

    aljechin


  • >25 berichten
  • 99 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 maart 2009 - 19:22

Hallo Jan en Akarai,
er bestaan ook van die zogenaamde emmers die je vult met water en dan omkeert. Vooral voor kippen wordt dit gebruikt. Er is wel een bijzonder deksel maar een "kogel" is hier niet aan de orde. Naarmate er gedronken wordt , wordt de rand onderaan terug automatisch gevuld met water. Hoe zou dit werken?

Bijgevoegde afbeeldingen

  • waterbak.gif

Veranderd door aljechin, 07 maart 2009 - 19:29


#10

zakhooi

    zakhooi


  • >25 berichten
  • 62 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 maart 2009 - 19:28

ooh! ik snap het :D Eigenlijk heel logisch, ik zat moeilijk te denken. Ik had me niet bedacht dat er eerst een deel van het water uit loopt, waardoor het aantal luchtmoleculen per V minder wordt. Stom. Maar bedankt !

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 07 maart 2009 - 19:43

Dat werkt wťl zuiver op drukevenwicht:

kippenfles.png

Als er water uit de schotel wordt gedronken verlaagt dat het niveau op de schotel. Op een goed moment zů ver dat er een luchtbel onder de rand door kan schieten, en er weer water uit de fles de schotel ingeduwd wordt omdat de druk van de lucht in de fles daardoor een beetje toeneemt.

Ik ben me niet bewust van een bijzonder deksel. Je kunt zo'n ding zťlf makkelijk nabootsen: neem een jampot, vul die met water, leg er twee stukken satehprikker op (korter dan de diameter van de vlakke bodem van een bord), neem dan een bord, leg dat omgekeerd op de satehprikkers op de jampot en keer het geheel snel om. Zuig dan water van het bord. Dat zal uit de jampot worden aangevuld naarmate jij water afvoert.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

aljechin

    aljechin


  • >25 berichten
  • 99 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 maart 2009 - 09:16

Hallo Jan,
vergeet maar mijn opmerking in verband met het deksel. Een foutje van mij.

Maar ik was wat aan het rekenen: onderstel zo'n wateremmer met een hoogte van 30 cm. Je vult de emmer volledig en keert dan om. Als ik de druk van de ingesloten waterkolom bereken via p = rho * g * h waarbij rho = 1000 kg/m^3 is en h =0,30 cm dan krijg ik een druk van 2943 Pa. Maar de atmosfeerdruk is zo'n 101300 Pa, hoe kan het water dan in de schaal lopen ?

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 maart 2009 - 09:37

Dat zal het ook niet doen totdat er zůveel water van de schaal van de schaal is gehaald dat er een luchtbel onder de rand van de fles door naar binnen schiet zodat er water uitgedrukt wordt. Dat klokt dan door totdat de schaal weer is gevuld tot aan de hals van de fles. Dan wordt er weer gedronken totdat het water weer onder de hals van de fles zakt. In eerste instantie houdt de oppervlaktespanning van het wateroppervlak aan de rand van de fles de boel nog tegen, maar als het water nog wat verder zakt wordt ook die oppervlaktespanning overwonnen en schiet er weer een luchtbel de fles in.

kippenfles2.png

En dat is dus de hele truuk. Het wateroppervlak in de schaal gaat tussen twee niveaus op en neer, en zal steeds worden aangevuld naarmate het verdwijnt.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures