Pascalsches Gesetz?
Hey,
ich habe eine Frage zu dem Gesetzt, beziehungsweise möchte ich dieses genau verstehen:
Anhand folgendem Beispiel möchte ich meine Frage formulieren:
Nehmen wir an, wir nehmen einen Röhre, die mit einem Kugelförmigen Glaskörper verbunden ist (Bild unten). Wenn wir nun mit einem Stempel mit einer Kraft von 2N drücken, wie verbreitet sich dann diese Kraft im runden Glaskörper? Also: wenn man die Fläche des Stempels mit der Fläche der Kugel vergleicht, ist es dann so, dass beispielsweise auf 1mm quadrat die gleiche Kraft in N herrscht? Also ist die Kraft pro Fläche grundsätzlich gleich, da wir jedoch bei der Kugel mehr Fläche haben und somit auch “mehr” Kraft haben, ist dert Druck insgesamt gleich? Oder wird die Kraft von 2 Newtown, die quasi “reinkommt” auf die jeweilligen Flächen aufgeteilt? Ich verstehe nicht so ganz, inwiefern der Druck “gleich” ist, ist er gleich, weil auf jede Fläche grundsätzlich “gleich” viel Kraft herrscht, wodurch, da man bei einer größeren Fläche mehr Fläche hat, der Druck insgesamt gleich bleibt, oder wird die resultierende Kraft von 2N, die im Glaskörper ankommt, gleichmäßig “aufgeteilt”. Und warum wirkt grundsätzlich die gleiche Kraft auf die jeweillige Fläche? Kann man sich das irgendwie durch das Teilchenmodell vorstellen?
Es muss ja irgendwie so sein, dass die Teilchen verschoben werden, die sich irgendwie wegdrücken und irgendwie gleichmäßig wegdrücken, wie ist jedoch die Kraftweitergabe, ist am Stempel (N/quadrat MM) der gleiche Druck wie an der Kugel (N pro Quadrat MM)
Ich danke für jede Antwort
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Hier kann man die ideale Gasgleichung verwenden: pV=nRT, die Teilchenzahl n bleibt erhalten, R ist eine Konstante und die Temperatur verändert sich gar nicht bis kaum wenn du langsam genug zumachst. dh der Druck in dem Kolben wäre dann p = nRT/V. Der Druck ist im an jeder Stelle im Kolben gleich. Druck ist hier Kraft pro Fläche. Am Ende kommt es auf die Druckdifferenz zwischen dem außen- und Innendruck an, wenn man wissen möchte, wann der Kolben bricht.
Hey,
Erstmal Danke!
Folgende Frage: Also ich übe ja quasi Kraft auf den Stempel, der “schiebt” ja die Luft zusammen, wodurch die Luftteilchen weniger Platz haben und somit einen Druck auf die Außenwände ausüben, richtig? Wirkt aber auch dabei direkt ein Druck gegen den sich “schiebenden” Kolben?
Und was ist jetzt eigentlich die logische Schlussfolgerung (falls man sich das vorstellen kann), warum der Druck überall gleich sein muss? Wird quasi die Kraft pro Fläche auf jedes Teilchen gleich weiterverteilt, wodurch der Druck überall gleich ist? Und warum ist das bei Festkörpern anders als bei Gasen und Flüssigkeiten?
Zur ersten Frage: Ja es wird schwerer zum Drücken, je größer der Druck wird, denn dieser Drückt auch dagegen.
Gase in einem Behälter kann man sich als ganz viele Teilchen, die wild umherfliegen und gegen andere Stoßen vorstellen. Am Rand sind keine Gasteilchen, sondern das Gefäß. Dh sehr viele Teilchen stoßen andauernd gegen den Rand – das nennt man Druck. Teilchen stoßen auch mit keinem Druck auf andere, da sich keine (idealisiert) Ausdehung haben. Sie stoßen elastisch einander ab, hier rechnet man auch nur mit kinetischer Energie. Diese kinetische Energie verteilt sich auch auf alle Teilchen gleich bis auf leichte Fluktuationen, somit sind alle Teilchen im Modell gleich schnell und es Treffen überall gleich viele Teilchen auf den Rand, somit ist der Druck auch überall gleich.
Festkörper verhalten sich anderes, da die Teilchen darin stark gebunden sind und nicht einfach im Raum rumfliegen.
Da kommt es drauf an welches bestimmte System man betrachtet, die Temperatur muss sich dadurch nicht erhöhen. Betrachte folgendes System:
Du hast zwei parallele Wände und ein Teilchen fliegt zwischen denen (also stoßt sich ab) hin und her. Es braucht mit seiner Geschwindigkeit 1 sec von Wand zu Wand. Nun verringerst du den Abstand, während das Teilchen sich zwischen den Wänden befindest um ein Stück. Das Teilchen hat nun dieselbe Geschwindigkeit, aber einen kürzeren Weg und braucht nur noch 0.5 sec von Wand zu Wand. Das bedeutet, der Druck auf die Wände erhöht sich, da (wenn mehr Teilchen darin sind) mehrere gleichzeitig auf die Wand treffen bzw öfter.
Jedoch werden auch manchmal Teilchen in dem Moment der Abstandverringerung mit der Wandkollidieren, was zu einer Beschleunigung des Teilchens führt (Impulserhaltung) und sich somit die Temperatur erhöht.
Ja schon, aber durch das Drücken des Stempels erhöht sich ja der Druck(, bzw entsteht ein Druck, ) das bedeutet ja, dass sich die Teilchen schneller bewegen, aber wodurch? Ich danke dir nochmal für deine Antwort.
Die mittlere Bewegungsenergie aller Teilchen ist die Temperatur! Teilchen wären im Stillstand bei 0 Kelvin
Verstehe, aber woher kommt dann die Bewegungsenergie? Ich habe bis eben gedacht, dass die Gasteilchen ja gleichmäßig ein Volumen einnehmen wollen= wenn der Raum kleiner wird, mehr Teilchen aber da sind, stoßen manche aktiv gegen die Begrenzungsflächen. Das Bewegeb muss ja auch irgendwie durch die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen erklärt werden. Es ist ja außerdem so, dass bei einer großen Luft/Wassersäule der Druck mit der Höhe zunimmt, wie ist es dort zu erklären, also im Sinne von, dass die “obrigen” Teilchen sich langsamer bewegen als die unten. Vielen Dank!