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Headset
Senior First Officer
Anmeldungsdatum: 09.07.2012
Beiträge: 56
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 Verfasst am: Di Sep 04, 2012 6:26 pm Titel: Welche Luft hat die größte Dichte? |
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Nabend, wie der Titel schon sagt, habe ich eine Frage aufgegriffen, die lautet: Welche Luft hat die größte Dichte?
a) kalte, feuchte Luft
b) kalte, trockene Luft
c) warme, feuchte Luft
d) warme, trockene Luft
Dass warme Luft Quatsch ist , ist mir klar.
Laut Musterlösung ist es a).
Aber feuchte Luft = normale Luft + Wasserdampf
Aber da Wasserdampf normalerweiße aufsteigt, nehm ich an, dass es weniger dicht als Luft ist. Also glaube ich, es ist die kalte trockene Luft.
Was meint ihr dazu? |
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Sicherheitssalamander
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.07.2008
Beiträge: 1924
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| Verfasst am: Di Sep 04, 2012 6:47 pm Titel: |
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Vorsicht, dass mit dem Wasserdampf ist nicht so einfach:
| Zitat: | In der Umgangssprache versteht man unter Wasserdampf meist die sichtbaren Dampfschwaden von teilweise bereits kondensierendem Wasserdampf (Nassdampf), wie er als Nebel oder in Wolken vorkommt.
Im technisch-naturwissenschaftlichen Kontext ist Wasserdampf gasförmiges Wasser, das in diesem Aggregatzustand unsichtbar ist wie Luft. Jedoch wird auch in diesem Zusammenhang von Wasserdampf und nicht von Wassergas gesprochen, da letzterer Begriff anders belegt ist. |
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserdampf
Das der Nassdampf über einem Topf aufsteigt liegt daran, dass es dort sehr heiß ist. Bei Nebel hast Du das gleiche Phänomen, ohne das der sichtbare Dampf aufsteigt.
Ich würde aber auch sagen, dass
b) kalte, trockene Luft
richtig ist. Ich hab gerade nicht wirklich viel Zeit, aber hier wird die Dichte von Luft in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit genauer erklärt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdichte#Exakte_Dichtebestimmung_der_Luft
Edit: Hab es gerade mal überschlagen und wenn ich mich nicht grob vertue müsste trockene Luft dichter sein als feuchte.
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captain-t
Captain
Anmeldungsdatum: 20.02.2011
Beiträge: 259
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| Verfasst am: Di Sep 04, 2012 7:07 pm Titel: |
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Jap, Wasserdampf (Water vapour) hat eine geringere Dichte wie Luft aufgrund der "leichten" Wasseratome.
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Verträume nicht dein Leben, lebe deine Träume! |
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vogelmann
Captain
Anmeldungsdatum: 20.03.2003
Beiträge: 2165
Wohnort: HH
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| Verfasst am: Di Sep 04, 2012 7:26 pm Titel: |
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| captain-t hat folgendes geschrieben: | | Jap, Wasserdampf (Water vapour) hat eine geringere Dichte wie Luft aufgrund der "leichten" Wasseratome. |
Wassermoleküle.
Erklär mal deine Logik bitte  |
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Headset
Senior First Officer
Anmeldungsdatum: 09.07.2012
Beiträge: 56
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| Verfasst am: Di Sep 04, 2012 7:39 pm Titel: |
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Der Nebel ist aber am Boden, weil er in nahen Bodenschichten wieder kondensiert.
Aber genaugenommen ist auch erst Wasserdampf aufgestiegen, der durch die abends noch halbwegs "warme" Straße zum Verdunsten gebracht wurde.
Da die Luft aber sehr kalt dagegen ist, kühlt sich der Dampf ab und wird dadurch von warmer feuchter Luft zu kalter sehr feuchter Luft. D.h. der Taupunkt wird überschritten und es bildet sich Nebel. Aber wie gesagt, der Dampf ist vorher aufgestiegen, also geringere Dichte.
Nebel steigt nicht auf, da es ja "halbes Wasser" ist. (oder Nassdampf, wie es Wikipedia nennt).
Vielleicht kann man aber durch den Nebel trotzdem einen Lösungansatz herleiten: Wenn ich sage Nebel ist Luft, die extrem feucht ist. Wir wissen, dass Nebel nicht aufsteigt. Also kann man sagen, dass diese extrem feuchte Luft eine größere Dichte hat als die normale Luft. Somit ist es aber widerrum Antwort a).
Aber ich glaube, man darf Nassdampf(Nebel) nicht als feuchte Luft bezeichen. Schließlich bezeichnet Luft als feucht, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 85%. (Nebel wäre ja 100%).
Ein Gedanke, der mir noch eingefallen ist, ist die Wolkenbildung: Wolken entstehen, indem feuchte Luft nach oben steigt (-> niedrigere Dichte) und sich dabei abkühlt. Also ist unter der feuchten Luft die trockene und somit wieder Antwort b) richtig. |
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Sicherheitssalamander
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.07.2008
Beiträge: 1924
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| Verfasst am: Di Sep 04, 2012 8:23 pm Titel: |
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| Headset hat folgendes geschrieben: | Der Nebel ist aber am Boden, weil er in nahen Bodenschichten wieder kondensiert.
Aber genaugenommen ist auch erst Wasserdampf aufgestiegen, der durch die abends noch halbwegs "warme" Straße zum Verdunsten gebracht wurde.
Da die Luft aber sehr kalt dagegen ist, kühlt sich der Dampf ab und wird dadurch von warmer feuchter Luft zu kalter sehr feuchter Luft. D.h. der Taupunkt wird überschritten und es bildet sich Nebel. Aber wie gesagt, der Dampf ist vorher aufgestiegen, also geringere Dichte.
Nebel steigt nicht auf, da es ja "halbes Wasser" ist. (oder Nassdampf, wie es Wikipedia nennt).
Vielleicht kann man aber durch den Nebel trotzdem einen Lösungansatz herleiten: Wenn ich sage Nebel ist Luft, die extrem feucht ist. Wir wissen, dass Nebel nicht aufsteigt. Also kann man sagen, dass diese extrem feuchte Luft eine größere Dichte hat als die normale Luft. Somit ist es aber widerrum Antwort a).
Aber ich glaube, man darf Nassdampf(Nebel) nicht als feuchte Luft bezeichen. Schließlich bezeichnet Luft als feucht, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von ca. 85%. (Nebel wäre ja 100%).
Ein Gedanke, der mir noch eingefallen ist, ist die Wolkenbildung: Wolken entstehen, indem feuchte Luft nach oben steigt (-> niedrigere Dichte) und sich dabei abkühlt. Also ist unter der feuchten Luft die trockene und somit wieder Antwort b) richtig. |
Der Beitrag ist so verwirrend und voller Nonsens, dass mir schlecht wird!  
Eigentlich hab ich es oben doch eindeutig erklärt.
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Headset
Senior First Officer
Anmeldungsdatum: 09.07.2012
Beiträge: 56
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| Verfasst am: Di Sep 04, 2012 9:20 pm Titel: |
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naja, ich finde das Wolkenbeispiel müsste doch hinkommen. (auch Nebel)
Abgesehen davon, ist die Formel zur exakten Luftbestimmung auf Wikipedia mindestens genau so verwirrend.
Hab lediglich versucht etwas durch Überlegen herzuleiten. Ich schau bei der Bu einfach schnell auf Wikipedia nach. Taschenrechner sind auch erlaubt , oder? xD |
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Sicherheitssalamander
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.07.2008
Beiträge: 1924
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| Verfasst am: Mi Sep 05, 2012 5:32 am Titel: |
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| Headset hat folgendes geschrieben: | | naja, ich finde das Wolkenbeispiel müsste doch hinkommen. (auch Nebel) |
Nein, Du vereinfachst das viel zu sehr. So wie Du das schreibst macht es keinen Sinn! Vertrau mir einfach, dass z.B. die Wolkenbildung anders funktioniert.
| Headset hat folgendes geschrieben: | | Abgesehen davon, ist die Formel zur exakten Luftbestimmung auf Wikipedia mindestens genau so verwirrend. |
Weil Du sie nicht verstehst. Das ist ein Unterschied.
| Headset hat folgendes geschrieben: | | Hab lediglich versucht etwas durch Überlegen herzuleiten. |
Schön und gut. Da Deine Überlegung falsch ist hättest Du genauso auf ein anderes Ergebnis kommen können.
Eigentlich sollte das besser Vogelmann erklären, aber der Grund das kalte Luft dichter ist als warme liegt hier:
| Zitat: | | Die mittlere Molmasse ergibt sich aus dem Verhältnis der Molmassen und der Volumenkonzentrationen der Bestandteile der Luft, hauptsächlich Sauerstoff, Stickstoff und Argon. Für trockene Luft ist der exakte Wert 28,949 g/mol, der für praktische Belange auf 29 g/mol gerundet werden kann. Enthält die Luft noch Feuchtigkeit, ist die mittlere Molmasse geringer, da die Molmasse von Wasserdampf nur ca. 18 g/mol beträgt. |
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Luft#Mittlere_Molmasse .
Vereinfacht gesagt besteht trockene Luft zum Großteil aus Stickstoffmolekülen N2 (Atommasse ca 14 u, ein Molekül wiegt 28 u) und Sauerstoffmolekülen O2 (Atommasse ca 16 u, ein Molekül wiegt 32 u). Ein Sauerstoffmolekül H20 (Atommasse ca 16 u + 1 u + 1 u = 18 u) verdrängt genau eines dieser Moleküle. Damit wird ein Luftpaket mit festem Volumen leichter. Dichte = Masse / Volumen, wenn also die Masser geringer wird, sinkt auch die Dichte.
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Sicherheitssalamander
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.07.2008
Beiträge: 1924
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| Verfasst am: Fr Sep 14, 2012 5:03 pm Titel: Re: Kalte, feuchte Luft ist richtig |
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| Klugscheißer hat folgendes geschrieben: | | feuchte Luft enthält die Wassermoleküle als eine Art Lösung zusätzlich zu den Luftmolekülen. Somit enthält 1l feuchte Luft alles, was die trockene Luft enthält + zusätzlich die Wassermoleküle. Damit ist 1l feuchte Luft schwerer als 1l trockene Luft, da sie deutlich mehr Moleküle enthält und die feuchte Luft hat damit eine höhere Dichte als trockene Luft. |
Das ist Blödsinn. Wenn der Druck konstant bleibt ist es so wie ich oben geschrieben hab.
| Klugscheißer hat folgendes geschrieben: | | Es ist also nicht so, dass bei feuchter Luft einfach Moleküle der trockenen Luft durch Wassermoleküle ersetzt werden. |
Doch, ist es.
Siehe:
| Zitat: | The addition of water vapor to air (making the air humid) reduces the density of the air, which may at first appear counter-intuitive.
This occurs because the molecular mass of water (18 g/mol) is less than the molecular mass of dry air (around 29 g/mol). For any gas, at a given temperature and pressure, the number of molecules present is constant for a particular volume (see Avogadro's Law). So when water molecules (vapor) are added to a given volume of air, the dry air molecules must decrease by the same number, to keep the pressure or temperature from increasing. Hence the mass per unit volume of the gas (its density) decreases. |
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Density_of_air#Water_vapor
Gibt es einen Grund, warum Du Dich hier so aufspielst?!
Edit: Flüchtigkeitsfehler verbessert: "die Dichte" mit "der Druck" ersetzt.
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Zuletzt bearbeitet von Sicherheitssalamander am Sa Sep 15, 2012 11:39 am, insgesamt einmal bearbeitet |
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vogelmann
Captain
Anmeldungsdatum: 20.03.2003
Beiträge: 2165
Wohnort: HH
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| Verfasst am: Fr Sep 14, 2012 6:30 pm Titel: Re: Kalte, feuchte Luft ist richtig |
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| Klugscheißer hat folgendes geschrieben: | feuchte Luft enthält die Wassermoleküle als eine Art Lösung zusätzlich zu den Luftmolekülen. Somit enthält 1l feuchte Luft alles, was die trockene Luft enthält + zusätzlich die Wassermoleküle. Damit ist 1l feuchte Luft schwerer als 1l trockene Luft, da sie deutlich mehr Moleküle enthält und die feuchte Luft hat damit eine höhere Dichte als trockene Luft.
Es ist also nicht so, dass bei feuchter Luft einfach Moleküle der trockenen Luft durch Wassermoleküle ersetzt werden. Daher spielt es weniger eine Rolle, wie groß die molaren Massen der einzelnen Komponenten sind. |
Es graut mir, als Naturwissenschaftler, das zu lesen... der gute S.-Salamander hats doch gut beschrieben ?! Oder sprichst du kein Englisch?
Der Druck hängt doch (jetzt mal stark vereinfach) auch von der Anzahl der Moleküle/Atome ab. Dafür stehen dann n und V im idealen Gasgesetzt proportional zueinander. Wenn du die Teilchenzahl einfach erhöhst (wie im Falle Deiner "Lösung"), erhöhst du doch lokal den Druck. Da das allerdings ein offenes System ist, ist der Ansatz ansich schon hinfällig...Gleichgewicht und so. In dem Wiki-Ausschnitt ist das gut beschrieben. |
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