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Sehr interessantes Buch zum Thema 2ter HS (leider englisch)
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: So Sep 09, 2012 7:42 pm    Titel: Sehr interessantes Buch zum Thema 2ter HS (leider englisch) Antworten mit Zitat

Bin gerade darüber gestolpert:

http://exvacuo.free.fr/div/Sciences/Dossiers/Thermo/Challenges%20to%20The%20Second%20Law%20of%20Thermodynamics.pdf

Jedem, der Englisch kann, kann ich nur empfehlen Mal etwas darin zu blättern. Ist echt interessant!
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Artur_X



Anmeldedatum: 18.05.2010
Beiträge: 191
Wohnort: Mannheim

BeitragVerfasst am: Di Sep 18, 2012 8:55 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Also sei mir nicht böse, aber die komplette Lektüre werde ich doch in die Zeit des Ruhestands verschieben müssen. In drei Jahren ist es soweit.

Was ich sagen will : der 2. Hauptsatz ist ein Ärgernis. Er bewirkt, dass unsere Maschinen einen Wirkungsrad unter 100 Prozent haben und dass wir um das zu bessern, hohe Temperaturen anstreben müssen, bei denen aber alle Materialien schmelzen. Besonders ärgerlich ist, dass wir aus einer Klimaanlage keine Energie gewinnen können, obwohl wir ja der Luft Energie entzogen haben. Nach dem ersten Haupsatz könnten wir daraus Strom gewinnen, der zweite aber macht uns einen Strich durch die Rechnung.

Es ist nun gut, dass man versucht, dies als Naturgesetz zu formulieren und wie man sieht, tut man sich schwer damit. Bewirkt, dass jeder nach Ausnahmen sucht und meiner Meinung nach gibt es davon mindestens eine : die Kavitation.

Ich hatte das im Schauberger-Thread schon einmal angesprochen, kann jetzt aber konkreter werden : nehmen wir an, wir haben im Wasser ein Bläschen, das tatsächlich mit Dampf gefüllt ist, aber es wirkt gleich, wie wenn es Vakuum wäre. Die Wassermassen stürzen auf dieses Bläschen zu und wollen es verschwinden lassen. Nehem wir an, das Bläschen hat anfangs den Radius r, der sich zeitlich gesehen konstant gegen Null bewegt. Dann haben wir einen konstant abnehmenden Volumenstrom und alle Teilchen werden konstant abgebremst. Wohin aber geben die äußeren Teilchen dann ihre Bremsenergie ? Stets an die weiter innen liegenden und das heißt, dass diese immer mehr beschleunigt werden. Am Schluß ist die gesamte Energie auf wenige Teilchen reduziert, die dann mit riesiger Geschwindigkeit aufeinander prallen. Was dann zu Lichterscheinungen (Sonoluminiszenz) führt, teilweise gibt es gar kleine Röntgenblitzchen.

Die (geringe) Bewegungsenergie vieler Moleküle wurde also auf wenige übertragen und somit konzentriert. Wärme ist Bewegung und es ist schon so, als ob die Wärme des Zimmers in der Kaffetasse zusammengekommen wäre, um den Kaffee zu erwärmen. Ja, das Wasser ist bei diesem Prozeß kälter geworden, denn es hat ja Energie in Form von Photonen das Wasser verlassen. Also doch die energiegewinnende Klimaanlage ?

Hm. Soll man die Photonen des Röntgenblitzchens auffangen ? Schlechtes Eta, würde ich sagen. Aber beim Lesen des Textes ist mir eine andere Idee gekommen: was, wenn man in einem Wasserbehälter einen Lufballon aufbläst, mit Schmackes, damit sich durch den Schwung eine Kavitationsblase bildet. Ist da nicht mehr Energie aus den wieder hereinstüzenden Wassermassen zu gewinnen, als zu ihrer Beschleunigung nötig war ?

Ja, da würde mich mal eure Argumentation interessieren. Kann man das vom Schreibtisch aus widerlegen ?

Ich selbst versuche es gerade am Computer zu simulieren. Falls es was gibt, melde ich mich.


Gruß Artur
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Palle



Anmeldedatum: 07.02.2012
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mi Sep 19, 2012 11:56 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Artur_X

Ich glaube ich muss dich enttäuschen - die Hauptsätze gelten auch für die Kavitation.
Die Kavitationsblase entsteht doch durch die Erhöhung des dynamischen Drucks und der gleichzeitigen Abnahme des statischen Drucks (letztendlich unter dem Dampfdruck der Flüssigkeit).
Die Erhöhung des dynamischen Drucks entsteht aber durch das Aufprägen einer Geschwindigkeit auf das Fluid - also einer Energiezufuhr von außen.
Bewegt sich das Fluid mit ausreichender Geschwindigkeit "reißt" die Flüssigkeit (an Kondensationskeimen) auf und es entsteht die Dampfblase.

Kommt die Blase nun in ein Gebiet wo der statische Druck wieder größer als der Dampfdruck der Flüssigkeit ist kondensiert der Dampf in der Flüssigkeit schlagartig und die Blase fällt zusammen.

Das heißt die Implosion der Blase ist primär dem (jetzt) geringeren Druck in der Blase zuzuschreiben. Die Blasen verschwindet daraufhin auch nicht sondern zerteilt sich in viele kleineren Blasen (rebound Phase) die dem jetzt herrschenden statischen/dynamischen Druck entsprechen.

Durch die Implosion der Blase kann der Dampf kurzzeitig so stark komprimiert werden das ein Plasma entsteht. Die darauf folgende Rekombination ist verantwortlich für die Leuchterscheinung.

Die zur Erhöhung des dynamischen Drucks zugeführte Energie ist jetzt um den Betrag der ausgesandten Strahlung verringert (hat die Systemgrenze verlassen) aber die restliche Energie (neben der kinetischen) trägt zum Teil zur Erwärmung des Fluids bei.
Denn bei der Implosion der Blase entsteht eine relativ hohe Temperatur. Diese Temperatur sorgt für eine Temperaturerhöhung des Fluids (ist gering aber immerhin da). Weiterhin erwärmt sich das Fluid durch die intermolekulare Reibung sowie durch die Reibung an den Wänden.
Das Fluid kühlt sich also nicht ab sondern erwärmt sich.

Die Idee mit dem Wasserbehälter und dem Ballon funktioniert meiner Meinung nach so nicht. Wenn du den Ballon mit schmackes aufbläst würdest du das Wasser um den Ballon verdichten was eher einer Erhöhung des statischen Drucks entsprechen würde. Um Kavitation zu erzeugen müsstest du aber den dynamischen Druck erhöhen (also den statischen Druck verringern).

So ich hoffe es ist rübergekommen was ich ausdrücken wollte.

Ach so - mathematisch beschreiben lässt sich das Blasenwachstum (und der Energieinhalt der Blase) mit der Rayleigh-Plesset (-Zwick)-Gleichung

Gruß Palle
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Artur_X



Anmeldedatum: 18.05.2010
Beiträge: 191
Wohnort: Mannheim

BeitragVerfasst am: Do Sep 20, 2012 4:55 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Palle hat Folgendes geschrieben:

Ach so - mathematisch beschreiben lässt sich das Blasenwachstum (und der Energieinhalt der Blase) mit der Rayleigh-Plesset (-Zwick)-Gleichung

Gruß Palle


Ja danke. Habe dazu dieses Dokument heruntergeladen :

http://download.hrz.tu-darmstadt.de/media/HRZ/elc/OpenLearnWare/Maschinenbau/10_11WS_VL_Kavitation_Ludwig/lecture_101116_KAV_WS_1011_ludwig_05.pdf

Tja, da konnte ich in der zweiten Zeile schon aufhören. Denn die Annahme ist, dass R punkt "ausreichend klein" sei und "keine Trägheitskräfte" vorhande seien. Damit ist dann Feierabend, denn die Trägheitzskräfte sind hier die ausschlaggebenden. Wie gesagt, setzen sich alle Moleküle im Gefäß in Bewegung, um das Bläschen zu eliminieren. Im Lauf der Operation werden sie aber wieder auf Null abgebremst. Wohin ist dann aber ihre kinetische Energie ? Hat sich sukzessive auf die inneren verlagert. Um Geschwindigkeit und Energie zu beschreiben, brauchen wir eine Formel mit R im Nenner. R wird dann am Schluß zu Null.

Die Formeln der Strömungslehre kann man hier getrost vergessen, denn sie beachten die träge Masse der Moleküle nicht. Die aber ist hier ausschlaggebend. Nochmal : die kinetische Energie aller Teilchen hat sich auf wenige im Zentrum übertragen. Der Radius nimmt nicht linear ab, das war oben nur die zu widerlegende These. Im Gegenteil haben wir hier Beschleunigungen wie sonst nirgends in der Natur.

Irgendwie stellen sich da alle an wie die ersten Menschen, um ja nicht den zweiten Hauptsatz anzukratzen, der ein Heiligtum zu sein scheint. Mit mir aber nicht : Geringschätzung der Autoritäten bis hin zu ausgesprochenen Frechheiten zeichnen mich seit meiner Jugend aus.

Gruß Artur
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Palle



Anmeldedatum: 07.02.2012
Beiträge: 8

BeitragVerfasst am: Mo Sep 24, 2012 10:38 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Wieso im Zeitpunkt t=0 ist die Geschwindigkeit doch ausreichend klein bis nicht vorhanden. Wie bei einer Feder (die DGL hat ja auch die selbe Form) ist die Geschwindigkeit 0 wenn die Feder die maximale Auslenkung hat.
Hier ist also die Wachstums/Implosionsgeschwindigkeit der Blase 0 (oder sehr klein) wenn sie ihren größten Radius erreicht hat (das Wachstum praktisch beendet ist). Dann kann man durchaus die Trägheitskräfte vernachlässigen. Allerdings kannst du sie ja in die DGL mit einbauen. Da diese aber auch Zeitabhängig ist dürfte das ziemlich hässlich werden.

Die kinetische Energie wird teilweise dissipiert und teilweise ist sie in den (nun entstandenen kleineren) Blasen vorhanden und ein geringerer Teil verlässt als Strahlung das Gebiet.
Wozu ein R im Nenner? Geschwindigkeiten oder Energien sind doch immer Verhältnisse zur Zeit.

„Die Formeln der Strömungslehre kann man hier getrost vergessen, denn sie beachten die träge Masse der Moleküle nicht.“
Die Formeln der Strömungslehre sind nur eine andere Schreibweisen der Energieerhaltungssätze. Kontigleichung = Masseerhaltung; Bernoulli = Energieerhaltung. Wenn du die Energieerhaltungssätze vergessen willst bleibt eigentlich nicht mehr viel übrig um noch Systeme zu beschreiben. (eigentlich garnichts mehr)

Die Rayleigh-Plesset Gleichung stellt eine (anschauliche) Vereinfachung dar. Willst du das System richtig beschreiben musst du die Navier-Stokes Gleichung nehmen. Da hast du dann auch die Trägheitskräfte mit drinne. Das dann mit allen Rand- und Nebenbedingungen zu lösen ist aber schon bedeutend schwieriger.

„Nochmal : die kinetische Energie aller Teilchen hat sich auf wenige im Zentrum übertragen.“
Das ist auch nicht ganz richtig. Die Teilchen stehen doch mit ihrer Umwelt (anderen Molekülen) in ständiger Wechselwirkung –tauschen Impulse aus, reiben sich aneinander usw.

„Der Radius nimmt nicht linear ab, das war oben nur die zu widerlegende These.“
In dem von dir verlinkten „pdf“ steht doch genau das. Da wird die Abnahmegeschwindigkeit des Radius mit der Wurzel aus der 3. Potenz (des Anfang- und Endradius) berechnet. Das ist doch nichtlinear.

Irgendwie stellen sich da alle an wie die ersten Menschen, um ja nicht den zweiten Hauptsatz anzukratzen, der ein Heiligtum zu sein scheint. Mit mir aber nicht : Geringschätzung der Autoritäten bis hin zu ausgesprochenen Frechheiten zeichnen mich seit meiner Jugend aus.
Sich selber infrage stellen sollte aber dazugehören. Nicht alle die mit gängigen Erklärungsmodellen konform gehen sind Autoritätshörig.
Es ist doch sonderbar, das seitdem die Hauptsätze aufgestellt wurden, sie noch nie durch ein praktisches Beispiel widerlegt wurden. Und bis dahin lässt das für mich nur ein Schluss zu.
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Artur_X



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BeitragVerfasst am: Do Sep 27, 2012 7:32 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ich versuch's nochmal so : der erste Hauptsatz bleibt ja intakt. Der Kavitationsprozess bezieht seine Energie daraus, dass der Wasserstand im Gefäß ein wenig sinkt. Eine sehr langsame Bewegung vieler Moleküle also. Das könnte man als freien Fall betrachten, der demnach beschleunigt wäre. Brauchen wir aber nicht. Wir nehmen an, der Volumenstrom sei nach einer kurzen Anlaufphase konstant.

Nun gilt bei einer Strömung in einem Rohr, dass die Geschwindigkeit v des einzelnen Teilchens umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Rohrs ist oder zu 1/r*2. Was ist beim Bläschen der Rohrquerschnitt ? Klar : die Kugeloberfläche des Bläschens. Ebenfalls proportional r*2. Also ist die Geschwindigkeit v eines Wasserteilchens an der Grenze proportinal zu 1/r*2. Und r wird null, worüber ich jetzt nicht mehr diskutiere, das Bläschen verschwindet schließlich.

Am Schluß ist da 1/0, also eine Singularität mit unendlicher Geschwindigkeit. Die Natur aber vermeidet Singularitäten, indem Photonen abgestrahlt werden. Ist doch ganz einfach.

Ehrlich, kann man bei diesem Extremereignis irgendwie Druck, Viskosität oder Dichte einigermaßen vernünftig annehmen ? Natürlich nicht, deswegen kann man diese klassischen Gleichungen hier nicht verwenden.

Gruß Artur
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Palle



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BeitragVerfasst am: Do Sep 27, 2012 11:13 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Artur_X hat Folgendes geschrieben:
Ich versuch's nochmal so : der erste Hauptsatz bleibt ja intakt. Der Kavitationsprozess bezieht seine Energie daraus, dass der Wasserstand im Gefäß ein wenig sinkt. Eine sehr langsame Bewegung vieler Moleküle also. Das könnte man als freien Fall betrachten, der demnach beschleunigt wäre. Brauchen wir aber nicht. Wir nehmen an, der Volumenstrom sei nach einer kurzen Anlaufphase konstant.


Der Wasserstand im Gefäß sinkt doch nicht. Durch die Bewegung des Fluids wird der dynamische Druck erhöht – das bewirkt letztendlich die lokale Verdampfung des Fluids. Genau das ist es was wir als die Blase erkennen.
Wenn die Blase kollabiert ist dem eine schlagartige Kondensation des Dampfes (innerhalb der Blase) vorausgegangen. Es kondensiert aber niemals aller Dampf. Es bleiben immer Teile andere Gase (vorher in der Flüssigkeit gelöste Gase z.b. Luft) in der Blase vorhanden.
Es bleibt festzuhalten das die Blase durch den fehlenden Gegendruck des Dampfes (in der Blase) kollabiert – die Blase ist nicht leer auch nach dem kollabieren nicht. (siehe oben Rebound-Phase)
Der Radius wird also schon mal nicht wegen des noch vorhandenen Gases auf ein unendlich kleinen Radius kollabieren – dazu wäre schließlich eine unendlich hohe Energie nötig - was wiederum dem 1. HS für unser System widerspräche. Dazu müsste die nun kondensierte Flüssigkeit in der Blase auf 0 komprimiert werden. Wozu auch wieder eine unendlich hohe Energie nötig wäre.
Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Nun gilt bei einer Strömung in einem Rohr, dass die Geschwindigkeit v des einzelnen Teilchens umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Rohrs ist oder zu 1/r*2. Was ist beim Bläschen der Rohrquerschnitt ? Klar : die Kugeloberfläche des Bläschens. Ebenfalls proportional r*2. Also ist die Geschwindigkeit v eines Wasserteilchens an der Grenze proportinal zu 1/r*2. Und r wird null, worüber ich jetzt nicht mehr diskutiere, das Bläschen verschwindet schließlich.

Was du meinst ist das Verhältnis von Volumenstrom zur Rohrfläche welcher proportional der Geschwindigkeit ist .
c = V/A = V/(pi *r^2) = Kontigleichung. Die Gleichung ist die umgeschriebene Massenerhaltungsgleichung. Ich sehe jetzt irgendwie nicht was das mit der Betrachtung des Kavitationsvorganges zu tun haben soll.
Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Ehrlich, kann man bei diesem Extremereignis irgendwie Druck, Viskosität oder Dichte einigermaßen vernünftig annehmen ? Natürlich nicht, deswegen kann man diese klassischen Gleichungen hier nicht verwenden.

Warum liefern diese Gleichungen dann relativ gute Vorhersagen – im zum Beispiel Schiffsschraubenbau oder bei experimentellen Untersuchungen?

Gruß Palle
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Artur_X



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BeitragVerfasst am: Mo Okt 01, 2012 7:46 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Der Wasserstand im Gefäß sinkt doch nicht. Durch die Bewegung des Fluids wird der dynamische Druck erhöht – das bewirkt letztendlich die lokale Verdampfung des Fluids. Genau das ist es was wir als die Blase erkennen.


Halte ich dagegen : das Fluid kann der Bewegung der Schiffsschraube nicht mehr folgen und deswegen entsteht da - ein Vakuum. Zunächst. Das kann sich dann mit Dampf füllen, was aber Zeit braucht. Also ich gehe davon aus, dass im Bläschen Vakuum herrscht.

Wenn da Dampf drinnen ist, wirkt er auf den ganzen Prozess natürlich bremsend. Da es nun aber zu Lichterscheiningen kommt, gehe ich davon aus, dass der Dampf nur eine sehr geringe Rolle spielt. Frage : sind meine Ausführungen für Dich verständlich, wenn wir annehmen, dass im Bläschen Vakuum wäre ?

Zitat:

Der Radius wird also schon mal nicht wegen des noch vorhandenen Gases auf ein unendlich kleinen Radius kollabieren – dazu wäre schließlich eine unendlich hohe Energie nötig - was wiederum dem 1. HS für unser System widerspräche. Dazu müsste die nun kondensierte Flüssigkeit in der Blase auf 0 komprimiert werden. Wozu auch wieder eine unendlich hohe Energie nötig wäre.


Mach's Dir doch einfacher : wenn das Bläschen verschwunden ist, ist sein Radius gleich null.

Zitat:

Was du meinst ist das Verhältnis von Volumenstrom zur Rohrfläche welcher proportional der Geschwindigkeit ist .
c = V/A = V/(pi *r^2) = Kontigleichung. Die Gleichung ist die umgeschriebene Massenerhaltungsgleichung. Ich sehe jetzt irgendwie nicht was das mit der Betrachtung des Kavitationsvorganges zu tun haben soll.


Also mein Praktikanten haben das auf Anhieb verstanden. Oberfläche des Bläschens gleich Strömungsquerschnitt. Was ist da schwer ?

Zitat:

Warum liefern diese Gleichungen dann relativ gute Vorhersagen – im zum Beispiel Schiffsschraubenbau oder bei experimentellen Untersuchungen?

Gruß Palle


Aber nicht für die Sonoluminiszenz. Um die ging es ja hier.

Gruß Artur
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Artur_X



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BeitragVerfasst am: Di Okt 02, 2012 8:27 pm    Titel: Antworten mit Zitat

In diesem Zusammenhang ist mir ein alter Spektrum-Artikel eingefallen, den ich tatsächlich noch finden konnte. Leider ist der nur für Abonnenten lesbar, und sonst ist kaum etwas auf dem Netz. as Beste ist noch dieser etwas dürre Wiki-Artikel zum Thema :

http://en.wikipedia.org/wiki/Time_reversal_signal_processing

Um was geht es ? Dieser Fink hat beobachtet, dass man einern Gewehrschuß auf dem freien Feld als ziemlich scharfen Knall wahrnimmt, im Wald dagegen klingt er "weicher" und weniger scharf. Klar, der Schall ist an vielen Bäumen gebrochen worden und braucht auf verschiedenen Wegen unterschiedlich lange. Nun hat Fink einen Raum mit künstlichen Bäumen vollgestellt in Form von Stahlsäulen und den Raum mit reflektierenden Wänden versehen. Außerdem hat er im Raum sogenannte "Transducer" verteilt, Geräte, die ankommenden Schall aufzeichnen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder abspielen können. Nun hat er in der Mitte des Raums einen Knall erzeugt und die Transducer den ankommenden Schall aufzeichnen lassen. Dann hat er die Transducer genau das wieder abspielen lassen, aber zeitlich gespiegelt. Um - ist ja wohl klar - in der Mitte den Knall zu reproduzieren. Das klappt !

Hat nun, während sich der Knall im Raum ausbreitete, die Entropie zugenommen ? Klar, wie immer. Aber nimmt sie nicht ab, wenn der Prozess genau umgekehrt verläuft ? Ich wüsste nicht, wie dagegen zu argumentieren wäre. Ein zweites Mal ist der zweite Hauptsatz ausgetrickst worden.

Leider scheint nun dieses Thema derzeit niemand zu interessieren, obwohl man gerade jetzt erstmals gutes und billiges Material für die Transducer und deren Koordination zur Verfügung hätte. Interessant wäre, ob sich auch ein Gewehrschuss reproduzieren ließe (ohne Kugel). Also ein gerichteter Luftstrom, mit dem man dann eine (offene) Dampfmaschine betreiben könnte.

Der Energieverbrauch der Transducer ist nicht hoch, sodass man hier die Hoffnung haben kann, dass sie mit winzigen Leistungen im Milliwattbereich zu betreiben wären, deren Aufsammlung sonst unwirtschaftlich ist. Piezo-Ströme aus Erschütterungen, Erdspannungsdifferenzen, thermoelektrische Ströme oder den Coler-Apparat.

Ja, ließe sich der Effekt auch nutzen, um größere Kavitationsblasen zu erzeugen, als mit Ultraschall ? Die nämlich sind stets enttäuschend klein.
Hm. Ich denke, der Effekt ist leichter in einem kompressiblen Medium wie Luft reproduzierbar. Aber die Frage bleibt offen.

Gruß Artur
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Palle



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BeitragVerfasst am: Mi Okt 03, 2012 7:49 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Wenn da Dampf drinnen ist, wirkt er auf den ganzen Prozess natürlich bremsend. Da es nun aber zu Lichterscheiningen kommt, gehe ich davon aus, dass der Dampf nur eine sehr geringe Rolle spielt. Frage : sind meine Ausführungen für Dich verständlich, wenn wir annehmen, dass im Bläschen Vakuum wäre ?


Wie soll der Dampf nur eine geringe Rolle spielen? Die Blase kann nur aus Dampf/Gas bestehen. Eine Vakuumblase kann es hier nicht geben. Das ergibt sich schon aus der Definition des Drucks. Dieser ergibt sich aus dem Teilchendruck(Gas) auf eine Fläche(Blase)- (p=F/A). Dadurch erst ergibt sich eine Blase.
Würde ein Vakuum in der Blase herrschen könnte sich die Blase garnicht entwickeln denn der nichtvorhandene Druck (F=0) lässt gar keine Oberfläche(A) zu.
Angenommen in eine Blase würde Vakuum herrschen dann müsst ein viel größerer Teil der umgeben Flüssigkeit verdampfen, da nicht anzunehmen ist das eine abrupte Phasengrenze zwischen Vakuum und Flüssigkeit existiert. Der Druck würde sich ja von p=0 in der Blase bis zum Druck der Flüssigkeit kontinuierlich erhöhen. Daraus würde sich aber wiederum die Frage ergeben: Welche Kraft hat es bewirkt das sich keine Moleküle in dem Vakuumvolumen befinden?
Mal so als Gedankenexperiment: Wir nehmen ein Behälter welchen wir bei normalen Luftdruck (1 bar) verschließen. Diesen bringen wir in den Weltraum. Dort öffnen wir den Behälter und schließen ihn sofort wieder. Das Resultat wird sein, das sich der Druck stark verringert hat. Durch das sofortige verschließen sind aber immer noch ein paar Luftteilchen innerhalb des Behälters und sorgen für einen (wenn auch geringen) Druck.
Selbst bei so extremen Bedingungen erhält man schon kein Vakuum.
Als nächster Kontrapunkt ist anzuführen das beim Kavitationsvorgang ein Blasenwachstum zu beobachten ist. Wenn eine Vakuumblase wachsen soll müsste das bedeuten das die Kraft die die Blase „auseinanderzieht“ größer ist als die Kraft welche sie zusammenziehen will und dazu müssen wieder alle Moleküle aus der Blase gezogen werden.

Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Mach's Dir doch einfacher : wenn das Bläschen verschwunden ist, ist sein Radius gleich null.

Das Bläschen „verschwindet“ ja nicht einfach sondern zerteilt sich in kleinere Bläschen unter Abgabe von Energie.

Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Also mein Praktikanten haben das auf Anhieb verstanden. Oberfläche des Bläschens gleich Strömungsquerschnitt. Was ist da schwer ?

Wenn ich Kavitationsblasen in einem Kanal erzeuge wird aus dem Radius^2 plötzlich ein LängexBreite. Hat die Oberfläche der Blase dann plötzlich die Oberfläche LängexBreite?
Die Form der fluidumgrenzenden Flächen hat mit der Erzeugung oder dem Aussehen der Blasen erst einmal überhaupt nichts zu tun. Es ist auch denkbar Blasen zu erzeugen die in ausreichender Entfernung zu den Kanal/Rohrwänden stehen.

Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Aber nicht für die Sonoluminiszenz. Um die ging es ja hier.

Also er hier hat seine Diplomarbeit darüber geschrieben. Er hat auch mit den gängigen Gleichungen gerechnet (u.a. Rayleigh-Plesset) und konnte eine gute Übereinstimmung mit seinen experimentellen Daten feststellen. (Übrigens besitzen die Blasen auch hier kein Vakuum)
http://www.dpi.physik.uni-goettingen.de/~wolfrum/docs/diplom.pdf
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Palle



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BeitragVerfasst am: Mi Okt 03, 2012 8:07 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Hat nun, während sich der Knall im Raum ausbreitete, die Entropie zugenommen ? Klar, wie immer. Aber nimmt sie nicht ab, wenn der Prozess genau umgekehrt verläuft ? Ich wüsste nicht, wie dagegen zu argumentieren wäre. Ein zweites Mal ist der zweite Hauptsatz ausgetrickst worden.

Was passiert wenn die Energie der Schallwellen auf die Bäume trifft? Sie wird teilweise absorbiert und in Wärme umgewandelt. Dies erhöht die Entropie.
Wie willst du jetzt diese Energie (in den Bäumen/Blätter) wieder in Schall verwandeln, sodass die Entropie (durch den Entzug von Wärme) wieder mindestens ihren Ausgangszustand erreicht?
Artur_X hat Folgendes geschrieben:

Leider scheint nun dieses Thema derzeit niemand zu interessieren, obwohl man gerade jetzt erstmals gutes und billiges Material für die Transducer und deren Koordination zur Verfügung hätte. Interessant wäre, ob sich auch ein Gewehrschuss reproduzieren ließe (ohne Kugel). Also ein gerichteter Luftstrom, mit dem man dann eine (offene) Dampfmaschine betreiben könnte.

Auch hier ist mindestens ein Verlust durch Reibung der Luftmoleküle untereinander zu beachten. (von den anderen Reibungen und Entropieerhöhung durch chemischen Reaktionen (Gewehrschuss) mal ganz abgesehen)


Gruß Palle
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Artur_X



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BeitragVerfasst am: Do Okt 04, 2012 4:53 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Palle hat Folgendes geschrieben:
Also er hier hat seine Diplomarbeit darüber geschrieben. Er hat auch mit den gängigen Gleichungen gerechnet (u.a. Rayleigh-Plesset) und konnte eine gute Übereinstimmung mit seinen experimentellen Daten feststellen. (Übrigens besitzen die Blasen auch hier kein Vakuum)
http://www.dpi.physik.uni-goettingen.de/~wolfrum/docs/diplom.pdf


Ja lies mal das Modell von Besant (Seite 23). "Er ging dabei von einer leeren Blase sphärischer Geometrie in einer inkompressiblen
FlÄussigkeit aus." Und die Geschwindigkeit u eines Teilchens an der Front ist R*2xRpunkt/r*2. Es steht also r*2 im Nenner, r wird null u wird rechnerisch unendlich. Sage ich doch.

Dann gehen wir zur Seite 24 zum empfohlenen Raleigh-Plesset-Modell. Auf Seite 25 finden wir unter "Annahmen" : "Der Dampfdruck innerhalb der Blase ist vernachlässigbar."

Ja bitte.

Fakt ist : wenn das Bläschen durch Dampf entstünde, würde es niemals so schnell kollabieren, dass wir irgend eine Lichterscheinung hätten. Üblicherweise kollabieren Dampfblasen ja überhaupt nicht, sondern steigen zur Oberfläche auf. Die Kavitationsblase entsteht durch Unterdruck, weil das Wasser der Oberfläche der Schraube nicht mehr folgen kann, also letztlich durch Massenträgheit. Das ist etwas völlig anderes als eine Dampfblase.

Gruß Artur
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Artur_X



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BeitragVerfasst am: Fr Okt 05, 2012 8:48 am    Titel: Antworten mit Zitat

So, habe nun das Werk soweit überflogen. Auf Seite 26 unten finden wir "Nach Gleichung (3.11) würde die Radialgeschwindigkeit Rpunkt im Kollaps, also für R = 0, unendlich werden."

Ich war's nicht, der war's. Bitte, da sind schon alle Gleichungen, wozu soll ich weitere beisteuern ? Ich habe mir nur die Feststellung erlaubt, dass hier der zweite Hauptsatz in geradezu klassischer Weise umgedreht wurde, denn die (kleine) kinetische Energie vieler Moleküle wurde auf wenige übertragen, deren Geschwindigkleit am Ende theoretisch unendlich wird. Klassischer geht es nicht mehr.

Das Verwirrende an dieser Diplomarbeit ist, dass der Autor dann zur Erzeugung der Blasen stets einen Laser verwendet. Der konzentriert Energie auf einem Punkt und da verdampft das Wasser vermutlich tatsächlich und bildet ein Bläschen. Dass das aber mit der ursprünglichen Kavitation nichts mehr zu tun hat, ist ihm nicht klar.

Leider sind wir zur Erzeugung "echter" Blasen noch immer auf den Ultraschall angewiesen und ich möchte in diesem Zusammenhang auf diese Veröffentlichung hinweisen :

http://www.physics.ucla.edu/Sonoluminescence/sono.pdf

Sehr aufschlußreich auf Seite 33 : das Bläschen entsteht nicht infolge einer Druckerhöhung, sondern einer Druckminderung. Siehe Schaubild.

Palle hat Folgendes geschrieben:

Auch hier ist mindestens ein Verlust durch Reibung der Luftmoleküle untereinander zu beachten. (von den anderen Reibungen und Entropieerhöhung durch chemischen Reaktionen (Gewehrschuss) mal ganz abgesehen)
Gruß Palle


Ja, also der Versuch wurde, wie beschrieben, auch nicht in einem Wald, sondern in einem Raum mit reflektierenden Wänden und Stahlsäulen (statt den Bäumen) gemacht. Wir haben also weitgehend verlustlose elastische Stöße zwischen Wald und Luftmolekülen.

Nebenbei : ginge es auch ohne "Wald" ? Nein, das ist ja gerade der Witz, dass hierbei der spätere Knall über einen längeren Zeitraum aufgebaut werden kann. Und genau dazu braucht man möglichst viele Reflektionen.

Noch eins habe ich vergessen : es ist absolut nicht notwendig, den ganzen Raum mit Transducern vollzustellen, einige wenige Stellen genügen. Man kann das durch entsprechende Verstärkung der Ausgangssignale ausgleichen.

Einen gewissen Verlust haben wir dadurch, dass die Transducer keine echten Richtmikrophone sind, was sie der Theorie nach sein müssten. Einfach deswegen, weil es perfekte Richtmikrophone nicht gibt.

Tut der Sache aber keinen Abbruch. Auch hier eine Umdrehung des zweiten Hauptsatzes. Bemerkenswert : fast alle physikalischen Vorgänge sind umkerhrbar, d.h. sie können genau so gut rückwärts ablaufen. Nur die Entropie hat einen eindeutigen Zeitpfeil : da, wo sie zunimmt, verläuft die Zeit vorwärts. Wenn wir eine Ausnahme erzeugen wollen, müssen wir die Zeit rückwärts laufen lassen, was dieser Transducer ja macht.

Die Physiker wehren sich dagegen mit Händen und Füßen, ich weiß das. Was wäre denn schlimm, wenn der 2. HS gewisse Ausnahmen zuließe und damit kein hartes Naturgesetz wäre ? Sind dann Karrieren gefährdet oder werden gar Lehrstühle gestrichen ?

Jedenfalls verspricht die Sachlage äußerst interessante Maschinerie, dort wo man den 2. HS austricksen kann. Die energieliefernde Klimaanlage wäre natürlich ein Auftakt nach Maß.

Gruß Artur
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sswjs



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Beiträge: 1133

BeitragVerfasst am: Fr Okt 05, 2012 12:49 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Moin,


Arthur, entschuldige, wenn ich mich mal so artfremd hier reinmische. Natürlich hab ich mal reingeguckt, die Gleichungen gekonnt ignoriert und Thema als interessant, aber meinen Ideen weder zu- noch abträglich, eingstuft.

Zu dem Offtopic-Thema, was du hier gerade ansprichst -->
Artur_X hat Folgendes geschrieben:
Die Physiker wehren sich dagegen mit Händen und Füßen, ich weiß das. Was wäre denn schlimm, wenn der 2. HS gewisse Ausnahmen zuließe und damit kein hartes Naturgesetz wäre ? Sind dann Karrieren gefährdet oder werden gar Lehrstühle gestrichen ?
würde ich aber gerne ein paar Worte verlieren.

Niemand verliert seinen Job, noch werden Lehrstühle gestrichen, aber eines geht dennoch verloren: Reputation.

Es ist nicht so, das neue Ideen mit Begeisterung aufgenommen werden, im Gegenteil, sie werden auf schärfste bekämpft. Und das liegt an unserer biologischen Programmierung. Die sagt nämlich, daß man einmal etwas leisten muss und sich dann auf den Lorbeeren ausruhen kann.
Nun kommen da ein paar Schnösel und wollen die Lorbeeren klauen? NICHT MIT UNS...

Hat man's dann geschafft, die Lorbeeren zu klauen, dreht sich das Spiel um: Alle wollen nur an meine Lorbeeren...



Artur_X hat Folgendes geschrieben:
Jedenfalls verspricht die Sachlage äußerst interessante Maschinerie, dort wo man den 2. HS austricksen kann. Die energieliefernde Klimaanlage wäre natürlich ein Auftakt nach Maß.
Ja der Traum aller Übermaschinenbauer, ok, auch meiner. Aber warum denn immer austricksen?
Schon setzt man sich in eine Ecke, aus der man nicht mehr rauskommt.

Besser: Statische Energien in dynamische, von uns brauchbare, Energien umwandeln. Die Mathematik gibt's jedenfalls her.

Und noch etwas ist mir aufgefallen, ein Wirbelrohr, welches im Moment auch nicht von der Physik beschrieben werden kann, hat große Ähnlichkeit mit einer Kavitationsblase.



ob's da im Inneren auch leuchtet, wer weiß...
sswjs
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Artur_X



Anmeldedatum: 18.05.2010
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BeitragVerfasst am: So Okt 07, 2012 9:09 am    Titel: Antworten mit Zitat

sswjs hat Folgendes geschrieben:

Hat man's dann geschafft, die Lorbeeren zu klauen, dreht sich das Spiel um: Alle wollen nur an meine Lorbeeren...


Ja, Zustimmung. Bin in diesem Zusammenhang froh, dass ich die Physik nur als "Spielbein" betrachte. Mein Standbein, also wo ich mein Geld verdiene, ist woanders. Ich bin, was das anbetrifft, ziemlich ideologiefrei.


Zitat:
Artur_X hat Folgendes geschrieben:
Jedenfalls verspricht die Sachlage äußerst interessante Maschinerie, dort wo man den 2. HS austricksen kann. Die energieliefernde Klimaanlage wäre natürlich ein Auftakt nach Maß.
Ja der Traum aller Übermaschinenbauer, ok, auch meiner. Aber warum denn immer austricksen?
Schon setzt man sich in eine Ecke, aus der man nicht mehr rauskommt.

Besser: Statische Energien in dynamische, von uns brauchbare, Energien umwandeln. Die Mathematik gibt's jedenfalls her.


Entsetzlich ! Das ist doch viel schwerer !
Obwohl, da ist mir gerade etwas zum Überwindwagen eingefallen, weil ich mich über diesen Vorschlag so aufregen musste. Demnächst.

Zitat:
Und noch etwas ist mir aufgefallen, ein Wirbelrohr, welches im Moment auch nicht von der Physik beschrieben werden kann, hat große Ähnlichkeit mit einer Kavitationsblase.


Schon wieder am Gedankenlesen ? Mit dem Wirbelrohr beschäftige ich mich im Moment in einem anderen Zusammenhang, vorab dieser Link :

http://mhd.pickel.cc/

Gruß Artur
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