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Kann man Gase wiegen?

 
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ENSfrage123
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Anmeldungsdatum: 05.03.2011
Beiträge: 57

BeitragVerfasst am: Do Apr 28, 2011 10:32 pm    Titel: Kann man Gase wiegen? Antworten mit Zitat

hallöle gemeinde,
mir ist gerade das Bild aus dem TVT-CBT durch den Kopf gegangen, wo eine wippe aufgebaut war und auf dieser links ein Kasten mit 1bar helium, rechts ein kasten mit 4bar helium abgtestellt/befestigt waren, da sie sonst ja, nehme ich an, wegfliegen würden da helium leichter als luft.
Ich weiß die frage zwar nicht mehr genau aber ich habe mich gerade gefragt, was in dem versuch passiert bzw. welche der beiden seiten sich hebt und senkt.
Liege ich mit der annahme richtig, dass die wippe in position bleibt?

wenn rechts 4 bar helium im kasten sind, dann ist zwar die auftriebskraft 4x so groß. allerdings bedeutet 4bar helium auch 4x so viele moleküle im kasten und daher auch 4x so viel masse, die das ganze wieder nach unten zieht. im endeffekt würde sich an der wippe nichts tun, da sich die verhältnisse zwischen links und rechts ausgleichen.
so zumindest meine überlegung... ist sie richtig?
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skyflyer
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Anmeldungsdatum: 20.10.2010
Beiträge: 75
Wohnort: Darmstadt

BeitragVerfasst am: Do Apr 28, 2011 10:44 pm    Titel: Antworten mit Zitat

SuFu Stichwort Helium 3. Eintrag
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Alice D.
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Anmeldungsdatum: 16.02.2011
Beiträge: 1881

BeitragVerfasst am: Fr Apr 29, 2011 9:38 am    Titel: Re: Kann man Gase wiegen? Antworten mit Zitat

ENSfrage123 hat folgendes geschrieben:

wenn rechts 4 bar helium im kasten sind, dann ist zwar die auftriebskraft 4x so groß.


Nein, der Auftrieb kommt ja nur zustande, wenn Helium von der schwereren Luft umgeben ist. Im luftleeren Raum würde Helium aufgrund des Eigengewichts nach unten sinken.
Doppelter Auftrieb bei Helium würde doppeltes Volumen bei gleichem Druck bedeuten.
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Schienenschreck
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Anmeldungsdatum: 01.09.2008
Beiträge: 3247
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BeitragVerfasst am: Fr Apr 29, 2011 1:25 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Es funktioniert doch genau wie der Auftrieb im Wasser.
Wenn der Körper eine größere (Luft-)Masse verdrängt, als seine eigene Masse, steigt der Körper auf.

Wenn das Helium 1. in einem Behälter ist (Behältermasse) und 2. das Helium auch noch komprimiert wurde (bei konst. Temperatur und Volumen mehr Heliummasse im Behälter als bei Normaldruck), wird der Behälter ganz sicher nicht anfangen zu schweben - weil er viel schwerer ist, als die Luftmasse, die er verdrängt.

Da während des Befüllens bei konstantem Volumen und Temperatur im Behälter mit steigendem Druck auch die Masse des Heliums im Behälter steigt, kann man den Füllstand des Behälters mittels Gewichtsmessung bestimmen. 1 Bar Helium im Behältnis ist daher (unter Annahme gleicher Temperatur und gleichen Volumens) auf der Waage leichter als 4 Bar Helium im Behältnis
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ENSfrage123
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Anmeldungsdatum: 05.03.2011
Beiträge: 57

BeitragVerfasst am: Fr Apr 29, 2011 3:29 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Schienenschreck hat folgendes geschrieben:

Wenn das Helium 1. in einem Behälter ist (Behältermasse) und 2. das Helium auch noch komprimiert wurde (bei konst. Temperatur und Volumen mehr Heliummasse im Behälter als bei Normaldruck), wird der Behälter ganz sicher nicht anfangen zu schweben - weil er viel schwerer ist, als die Luftmasse, die er verdrängt.


Das leuchtet ein.

Zitat:

1 Bar Helium im Behältnis ist daher (unter Annahme gleicher Temperatur und gleichen Volumens) auf der Waage leichter als 4 Bar Helium im Behältnis


Wenn ich 2 gleiche Luftballons habe, wovon einer mit 4x so viel Helium gefüllt ist wie der andere, wieso steigt dann der mit mehr Helium schneller, obwohl seine Masse größer ist?
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Alice D.
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Anmeldungsdatum: 16.02.2011
Beiträge: 1881

BeitragVerfasst am: Fr Apr 29, 2011 4:32 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Tut er doch nicht. Bei gleichem Volumen und mehr Molekülen sinkt der mit dem höheren Druck.
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ENSfrage123
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Anmeldungsdatum: 05.03.2011
Beiträge: 57

BeitragVerfasst am: Sa Apr 30, 2011 11:53 am    Titel: Antworten mit Zitat

So langsam leuchtet mir das ein.

Nur, damit ich das richtig verstehe:
Wenn wir auf der einen Seite einen 1bar-Behälter haben und auf der anderen Seite einen 1bar-Behälter der 4x so groß ist (Masse vom Behälter wird vernachlässigt), dann fällt der kleine Behälter links, weil der rechte Behälter mehr Luft verdrängt?
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Alice D.
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Anmeldungsdatum: 16.02.2011
Beiträge: 1881

BeitragVerfasst am: Sa Apr 30, 2011 1:37 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Korrekt.
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Schienenschreck
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Anmeldungsdatum: 01.09.2008
Beiträge: 3247
Wohnort: ZZ9 Plural Z Alpha

BeitragVerfasst am: Sa Apr 30, 2011 2:48 pm    Titel: Antworten mit Zitat

ENSfrage123 hat folgendes geschrieben:
So langsam leuchtet mir das ein.

Nur, damit ich das richtig verstehe:
Wenn wir auf der einen Seite einen 1bar-Behälter haben und auf der anderen Seite einen 1bar-Behälter der 4x so groß ist (Masse vom Behälter wird vernachlässigt), dann fällt der kleine Behälter links, weil der rechte Behälter mehr Luft verdrängt?


Wenn die Behälter selbst keine Masse haben, dann steigen in deinem Beispiel entweder beide Behälter, oder sie steigen nicht. Das einzige, was man mit der Volumenveränderung erreichen kann, ist eine Skalierung des Verhältnisses Auftrieb zu Gewicht.

Weil P konstant bleibt, ist die Molekülanzahl N im großen Behälter größer. Daher wiegt das Gas im großen Behälter auch 4x mehr. Allerdings erzeugt der große Behälter auch 4x so viel Auftrieb.

Irgendein Beispiel, das einfach zu rechnen ist:
Gas im Behälter 1 wiegt 10g und verdrängt 100g Luft.
Gas im Behälter 2 wiegt 40g und verdrängt 400g Luft.

Die Tragfähigkeit des Behälters ergibt sich aus der Differenz zwischen Auftrieb und Gasgewicht:
Behälter 1: 1N - 0.1N = 0.9N
Behälter 2: 4N - 0.4N = 3.6N
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zlotta
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Anmeldungsdatum: 28.11.2013
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BeitragVerfasst am: So Dez 01, 2013 1:27 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hmm, könnte mir vieleicht jmd sagen ob ich so mit der Formel korrekt argumentiere:

Fg= m *g = M *n *g = M* (p *V/ RT) *g

Da M,V,R,T,g bei beiden Behältern gleich, geht der runter der mehr Druck hat ?

Danke im Voraus
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