Erwärmen eines wassergefüllten, geschlossenen Behälters – Veränderung des Drucks im Inneren des Behälters
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Man nehme zunächst an, dass die Festigkeit des Behälters unendlich ist und er sich nicht verformt. Unter dieser Voraussetzung: Wenn ein geschlossener Behälter, der mit Wasser gefüllt ist, erhitzt wird, wie verändert sich dann der Druck im Inneren des Behälters?
Und dann? Wie steht es mit dem Verhältnis zwischen Druck und Temperatur? Gibt es ein Muster? Wie überhitzter Dampf – überhitztes Wasser?
Das ist keine solche Beziehung. Geschlossene Räume, die mit Flüssigkeit gefüllt sind und keinen Raum für Verdampfung bieten, unterliegen nicht der Beziehung zwischen Temperatur und Druck. Wasser dehnt sich bei Erwärmung aus, der Druck steigt schnell an. Ob man die Obergrenze dieses Anstiegs berechnen kann, das verstehe ich nicht.
Dieser Beitrag wurde zuletzt von lupg am 4.2.2016 um 15:03 bearbeitet. 1. Da das Volumen des geschlossenen Behälters konstant ist und man davon ausgeht, dass der Behälter sich nicht dehnt, kann die Erwärmung des Wassers nur innerhalb dieses begrenzten Volumens stattfinden. 2. Das spezifische Volumen des Wassers nimmt mit steigender Temperatur zu, während es umgekehrt proportional zur Druck ist. Wenn Wasser ständig Wärme aufnimmt und dadurch seine Temperatur steigt, nimmt auch das Volumen, das für dieselbe Masse benötigt wird, zu. Da das Volumen jedoch begrenzt ist, kann es nur durch einen Anstieg des Drucks beibehalten werden. Dieses Prinzip gilt weiterhin. 3. Das Wasser erreicht den kritischen Zustand – bei diesem Zustand sind die Volumenverhältnisse von Wasser und Dampf gleich. 4. Da der Verfasser davon ausgeht, dass die Steifigkeit des Behälters unendlich groß ist, kann man anhand der Eigenschaften des Wassers die Gesetzmäßigkeiten seiner thermischen Ausdehnung ableiten: Das Wasser wird ständig erhitzt, wodurch der Druck kontinuierlich ansteigt – bis zu einem unendlichen Wert.
5. Kann man für diese Situation die Beziehung zwischen Temperatur und Druck mithilfe des Prinzips des konstanten Volumens bestimmen? Das bedeutet: Man ermittelt zunächst das Volumen bei dem Anfangsdruck und -temperatur, legt anschließend Schritte fest, um die Temperatur schrittweise zu erhöhen, und bestimmt so den Druck bei jeder Temperatur – somit erhält man die gewünschte Beziehung zwischen Temperatur und Druck.
6. Eine solche Beschreibung verstößt gegen die Naturgesetze. Es ist unklar, ob die physikalischen Eigenschaften des Wassers bei bestimmten Bedingungen immer noch denen entsprechen, die wir kennen. Vielleicht könnte man eine Sauerstoff-Wasserstoff-Bombe herstellen – aber das ist hier nur ein Scherz.
5. Kann man für diese Situation die Beziehung zwischen Temperatur und Druck mithilfe des Prinzips des konstanten Volumens bestimmen? Das bedeutet: Man ermittelt zunächst das Volumen bei dem Anfangsdruck und -temperatur, legt anschließend Schritte fest, um die Temperatur schrittweise zu erhöhen, und bestimmt so den Druck bei jeder Temperatur – somit erhält man die gewünschte Beziehung zwischen Temperatur und Druck.
6. Eine solche Beschreibung verstößt gegen die Naturgesetze. Es ist unklar, ob die physikalischen Eigenschaften des Wassers bei bestimmten Bedingungen immer noch denen entsprechen, die wir kennen. Vielleicht könnte man eine Sauerstoff-Wasserstoff-Bombe herstellen – aber das ist hier nur ein Scherz.