Springen naar inhoud

Druk


  • Log in om te kunnen reageren

#1

amateurgeneraal

    amateurgeneraal


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 december 2009 - 10:17

hey,

Ik zit de laatste tijd aan iets te denken en wou dit hier toch eens voorleggen.

Stel:
Men heeft een controlevolume (Gemaakt uit staal, of zo) en men zuigt dit volledig vacuüm (een vacuüm van 100%).
Er zitten dan geen deeltjes meer in het volume. Alles is goed afgedicht en de absolute druk bedraagt dus 0 Pascal.
Als het controle volume nu langs een zijde begrensd wordt door een zuiger, die tijdens het vacuüm zuigen vast stond (via bijvoorbeeld een wormwiel) en waarvan we veronderstellen dat die perfect aansluit in het volume. Dit is dus gewoon een manier om het volume te veranderen van het controlevolume.
Men verplaatst nu deze zuiger zodanig dat het volume vergroot.

Ik heb hierbij 2 redeneringen, maar ik weet niet welke correct is:

1) De druk binnenin het controlevolume Pctrl=0 Pa, de omgevingsdruk Pomg=Patm = +- 1 bar.
De kracht uitgeoefend op de zuiger is bijgevolg F=Azuiger*Patm. Als men de zuiger dus verplaatst levert men
gewoon de arbeid W=Azuiger*Patm*x, met x de verplaatsing van de zuiger. De druk binnenin wijzigt niet en blijft
0Pa. De druk heeft dus een minimale waarde van 0Pascal en kan hier niet onder dalen.


2) De druk binnenin het controlevolume start als Pctrl=0 Pa, de omgevingsdruk Pomg=Patm = +- 1 bar.
We oefenen een kracht uit en het volume vergroot. Als gevolg van het feit dat het volume vergroot daalt de druk en
wordt deze absolute druk dus kleiner dan 0 Pa. Er is hier dus een negatieve absolute druk.

Het komt er op neer dat het begrip vacuüm niet zo intuïtief is. Men is gewoon dat lege ruimte gevuld is met gas. Als men dan het volume vergroot creëert men een onderdruk en moet men meer kracht uitoefenen om een grotere volumeverandering te bekomen ten gevolge van de stijgende onderdruk.
Is dit bij vacuüm ook het geval, of kan men dit niet op deze manier behandelen.

Als men redeneert vanuit krachten, zou men geneigd zijn om te onderstellen dat negatieve absolute drukken mogelijk zijn. Als men namelijk in de ruimte een volume insluit en dan hier een trekkracht op uitoefent zou de druk hier moeten dalen. Dan is de vraag echter, kan je hier een kracht op uitoefenen?

Zoals u ziet geraak ik er niet volledig aan uit.
Op voorhand bedankt voor eventuele reacties.

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

#2

Paul0o

    Paul0o


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 december 2009 - 10:24

ik weet het antwoord niet op je vraag, maar wil even melden dat een vacuüm van 100% niet te maken is. Er blijft altijd een een beetje druk. Volgens wikipedia:

Een perfect vacuüm is onmogelijk.

Vacuüm kan gerealiseerd worden door vacuümpompen, die een gedeeltelijk vacuüm creëren door het verplaatsen van lucht. Op aarde is voor het vacuüm een vat nodig. Water- en andere moleculen die aan de wand hechten en gassen die in de wand gediffundeerd zijn zullen vrijkomen en door die continue gasstroom de kwaliteit van het vacuüm negatief beïnvloeden.


Er zal altijd iets van een nano pascal aan druk overblijven.

#3

amateurgeneraal

    amateurgeneraal


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 december 2009 - 10:36

ik weet het antwoord niet op je vraag, maar wil even melden dat een vacuüm van 100% niet te maken is. Er blijft altijd een een beetje druk. Volgens wikipedia:

Er zal altijd iets van een nano pascal aan druk overblijven.


Wat u zegt is uiteraard correct, maar het gaat hier om een theoretische gedachtegang. Ik hou dus geen rekening met technische beperkingen.
Misschien is het inderdaad zo dat er in de praktijk geen negatieve absolute druk bestaat omdat een perfect vacuüm niet bestaat, maar aangezien ik niet inzie wat de correcte theorie is om hier te hanteren, weet ik niet of dat dus zo is.

#4

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3044 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 december 2009 - 12:54

Ik heb hierbij 2 redeneringen, maar ik weet niet welke correct is:
1) ... De druk binnenin wijzigt niet en blijft 0 Pa. De druk heeft dus een minimale waarde van 0Pascal en kan hier niet onder dalen.
2) ...Als gevolg van het feit dat het volume vergroot daalt de druk en wordt deze absolute druk dus kleiner dan 0 Pa. Er is hier dus een negatieve absolute druk.

(1) is goed. Als de kamer gevuld is met gas dan geldt: verdubbelen van het volume halveert de druk, dus de druk daalt. En als de kamer vacuum is blijft die halvering geldig. Maar halveren van nul is uiteraard geen daling.

#5

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 24 december 2009 - 00:13

(1) is goed. Als de kamer gevuld is met gas dan geldt: verdubbelen van het volume halveert de druk, dus de druk daalt. En als de kamer vacuum is blijft die halvering geldig. Maar halveren van nul is uiteraard geen daling.

Geheel mee eens. Negatieve (absolute) druk bestaat niet.
(Onderdruk kun je negatief noemen maar dat is hier niet aan de orde.)
Nauw verwant hiermee: absolute temperatuur is nooit negatief. (Laat lasers met inversie-populatie buiten beschouwing.)

Veranderd door thermo1945, 24 december 2009 - 00:17


#6

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 december 2009 - 08:48

2) De druk binnenin het controlevolume start als Pctrl=0 Pa, de omgevingsdruk Pomg=Patm = +- 1 bar.
We oefenen een kracht uit en het volume vergroot. Als gevolg van het feit dat het volume vergroot daalt de druk en
wordt deze absolute druk dus kleiner dan 0 Pa. Er is hier dus een negatieve absolute druk.


Deze (vetgedrukte) argumentatie klopt niet voor jouw situatie. Bekijk de ideale gaswet eens:

P*V = n R T

Nu is n = 0 en V > 0, waaruit dus volgt dat P = 0.

Neem je P1 V1 = P2 V2, dan volgt P2 = P1 (V1 / V2). Ongeacht de verhoudingen tussen V1 en V2 (op voorwaarde dat V2 niet nul is), zal P2 altijd nul zijn, omdat P1 dat ook is.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#7

amateurgeneraal

    amateurgeneraal


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 24 december 2009 - 10:12

Bedankt voor de reacties.
Ik heb het eens beredeneerd door de botsingen van de deeltjes met de wanden te bekijken (= oorsprong van druk).
Als er geen gas meer is, maakt het inderdaad niet uit welke positie de zuiger inneemt. Er is gewoon aan de binnenkant geen enkele botsing meer met de wand, ongeacht de positie van de zuiger.
Achteraf bekeken een redelijk domme vraag, maar goed...

#8

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3044 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 24 december 2009 - 11:00

Negatieve (absolute) druk bestaat niet. ... Nauw verwant hiermee: absolute temperatuur is nooit negatief.

Negatieve absolute druk bestaat niet in gassen, maar wel in vaste stoffen. Die waarheid is dus minder absoluut dan bij temperatuur.

#9

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 december 2009 - 11:38

Achteraf bekeken een redelijk domme vraag, maar goed...


Domme vragen bestaan niet. Je hebt weer wat geleerd, dus was het een goede vraag, hoe eenvoudig het antwoord ook mag zijn.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#10

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 december 2009 - 11:45

Negatieve absolute druk bestaat niet in gassen

In niet-exotische gassen tenminste. Als je donkere energie als een gas opvat, is het een gas met negatieve druk.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures