[mechanica]Kwikkolom

Nitroxxx

Heb al even zitten googlen maar kan niet direct iets vinden. Hoe komt men er toch bij dat een druk van 1 atm gelijk is aan 760mm kwikkolom?

Fred F.

1 standaard atmosfeer = 1013 mBar = 1,013 N/m2 = 1,033 kg/cm2 = 1,033 kg.cm/cm3 = 10,33 kg.mm/cm3 = 10330 kg.mm/liter

Deel dat door de soortelijke massa van kwik = 13,6 kg/liter en je krijgt 760 mm.

Voor water is het maar liefst 10,33 meter dus daarom zit in een ouderwetse barometer kwik i.p.v. water.

Jan van de Velde

Stel je een plaat voor van 1 m² Alle luchtmoleculen, tot ver in de stratosfeer, die op een zeker moment hierboven rondvliegen drukken als het ware op die plaat, en zorgen zo voor een gewicht van 101325 N. De druk op de plaat is dan 101 325 N/m² 101 325 Pa, ook wel 1013,25 mbar of 1,01325 bar of ook wel 1 atmosfeer.

Nou maak ik van mijn plaat de bodem van een bak, en die ga ik met kwik vullen tot 760 mm hoogte. Er zit dan 760 L kwik in die bak. Die wordt door de zwaartekracht aangetrokken en drukt zo op die bodem.

De dichtheid van kwik is 13,546 kg/L, dus x 760 zit er 10295 kg kwik in die bak.

Die wordt aangetrokken door de zwaartekracht volgens Fz=m·g, en g= 9,81 m/s²

10295 x 9,81 = 100993 N, op die ene vierkante meter, dus 100993 N/m² ofwel nagenoeg 1 atmosfeer. Eigenlijk zou je met deze cijfers 762 mmHg nodig hebben voor 1 atmosfeer. Kijk door de diverse afrondingsverschillen heen (zowel bij die zogezegde 760 mm als bij de cijfers die ik gebruikte)

en voila.

PS dit is klassieke natuurkunde.

Lala

dat vond ik eigenlijk ook, dat van die klassieke natuurkunde.

Bij deze dus verplaatst en en passant de titel aangepast.

Nitroxxx

Fred F. schreef:1 standaard atmosfeer = 1013 mBar = 1,013 N/m2 = 1,033 kg/cm2 = 1,033 kg.cm/cm3 = 10,33 kg.mm/cm3 = 10330 kg.mm/liter

Deel dat door de soortelijke massa van kwik = 13,6 kg/liter en je krijgt 760 mm.

Voor water is het maar liefst 10,33 meter dus daarom zit in een ouderwetse barometer kwik i.p.v. water.

Kan je mij even opweg helpen?

Ik start van de massadichtheid van kwik namelijk 13546 kg/m³ en ik wil nu weten hoeveel kwikkolom dit is per pascal. Ik vind het een beetje raar aangezien je blijkbaar de diameter van de buis niet nodig hebt. Ik ben namelijk opzoek naar een methode zodat ik dit voor elke vloeistof kan berekenen.

Brinx

Waarom je de diameter van de buis niet nodig hebt: zie een dikke buis gewoon als een verzameling dunne buisjes. Alleen de hoogte van de kwik in die buisjes bepaalt de druk op de bodem! Een dikkere buis bevat weliswaar meer kwik, maar verdeelt dat gewicht ook over een groter oppervlak.

Jan van de Velde

ik wil nu weten hoeveel kwikkolom dit is per pascal.

Deze vraag is een beetje vreemd gesteld, maar ik denk dat ik weet waar je heen wilt.

Neem een bak met een bodem met een oppervlakte van 1 m², en een meter hoog. Daar past dus 1 m³ kwik in, aan 13546 kg/m³ is dat 13546 kg. Die massa drukt op een bodem van 1 m².

Nou maken we een grotere bak: een bodem van 2 bij 1 is 2 m² groot, maar nog steeds en meter hoog. Daar past 2 kuub kwik in, aan 13546 kg/m³ is dat 27 092 kg kwik. Die massa drukt op een bodem van 2 m². Bereken met F= m·g de zwaartekracht in N, en verdeel die kracht over een bodem van 2 m². Dat geeft een druk van ..x.. N/m² = ..x.. Pa

Maak nou voor mijn part een bak met een bodem van 100 m², en nog steeds één meter hoog en vul die met kwik. Bereken met F= m·g de zwaartekracht in N, en verdeel die kracht over een bodem van 100 m². Dat geeft een druk van ..x.. N/m² = ..x.. Pa

En daarom doet die diameter er niet toe.

. Als je de oppervlakte van de bodem y maal vergroot, vergroot je de kracht namelijk precies evenveel, ook y maal. y/y = 1.

Maak nou echter je eerste bak met bodem van 1 m² eens 2 meter hoog en vul met kwik. Nou heb je een dubbele massa, die nog steeds op dezelfde oppervlak drukt. Nou verdubbelt je druk dus ook.

Nitroxxx

Ik zal mijn vraag eens anders formuleren. Ik zou graag aan de hand van de dichtheid van een stof de hoogte van zo een vloeistofkolom bij een bepaalde druk willen berekenen. Dus er niet vanuit gaande dat ik reeds weet dat een kwikkolom 760mm hoog is maar er wel vanuit gaande dat ik weet dat de dichtheid van kwik 13546kg/m³ is. Zoals Fred F. ongeveer heeft gedaan. Alleen vertrek ik nu van de dichtheid.

Dat van die diameter begrijp ik ondertussen. Bedankt!

Jan van de Velde

Als je dat van die diameter snapt, vul dan je bak met bodem 1 m² maar eens met 1000 mm (= 1 m) kwik,

bereken volume kwik

mbv dichtheid kwik bereken massa kwik

mbv F= m·g bereken zwaartekracht

mbv p=F/A bereken druk in N/m²

idem voor een bak gevuld met 100 mm kwik

idem voor 10 mm

idem voor 1 mm

logisch hè

probeer nou eens een formule af te leiden.

Benm

Als je van dichtheid naar kolomhoogte wilt is het ook niet zo moeilijk... je moet de kolom zo hoog maken dat er een kracht van 101300 N/m2 op de bodem ontstaat. Die kracht is gelijk aan 101300/9.8 = 10336 kg/m2.

Praktisch:

10336 / s.g. = hoogte kolom, bijv voor kwik en water:

10336 / 13,54 = 763mm

10336 / 1,00 = 10,3 meter

Zou je de kolom maken van bijv alcohol met een sg van 0,8, dan krijg je een kolom van bijna 13 meter.

Lathander

Fred F. schreef:1 standaard atmosfeer = 1013 mBar = 1,013 N/m2 = 1,033 kg/cm2 = 1,033 kg.cm/cm3 = 10,33 kg.mm/cm3 = 10330 kg.mm/liter

Deel dat door de soortelijke massa van kwik = 13,6 kg/liter en je krijgt 760 mm.

Voor water is het maar liefst 10,33 meter dus daarom zit in een ouderwetse barometer kwik i.p.v. water.

moet dat niet 1013 mBar = 1013 N/m2 = 103,3 kg/m2 = 1.033 kg/cm2 zijn daar in het begin?

anders komt het niet uit bij mij. Als ik 1,013 / 9.81 doe om aan de aantal kilograms te komen bekom ik 0.1032619776 kg/m2, omzetten zou nog kleiner maken

en klopt die omzetting wel... als we in kwadraten van grootheid verwisselen, moet dat toch in stappen van 10^2???

Jan van de Velde

1 standaard atmosfeer = 1013 mBar = 1,013 N/m2 = 1,033 kg/cm2 = 1,033 kg.cm/cm3 = 10,33 kg.mm/cm3 = 10330 kg.mm/liter

Klopt op één dingetje na, ik zal hem even beter schrijven:

1 standaard atmosfeer = 1,01325·10⁵ Pa= 1,01325·10⁵ N/m2 = 101325 (N/m²) /9,81 (N/kg) = 10 330 kg/m² = 1,033 kg/cm² = 1,033 kg.cm/cm3 = 10,33 kg.mm/cm3 = 10330 kg.mm/liter.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[mechanica]Kwikkolom

[mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom

Re: [mechanica]Kwikkolom