Über dieses Experiment
Eine tiefer liegende Sonde trägt das Gewicht einer größeren Flüssigkeitsmenge über ihr. Senken Sie eine Drucksonde in einen Tank, vergleichen Sie Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte und unterscheiden Sie zwischen Relativdruck und Absolutdruck. Eine Änderung des Drucks an der Oberfläche verändert alle Absolutdruckmesswerte gleichermaßen, lässt den Tiefengradienten jedoch unverändert.
Lernziele
- Untersuche, wie sich die Tiefe auf den Relativdruck auswirkt, während die anderen Variablen konstant gehalten werden.
- Nutze das Diagramm und die Messwerte, um eine Vorhersage zu überprüfen.
- Erkläre die physikalischen Annahmen und wo dieses Modell nicht mehr gilt.
Anleitung
- 1Stelle die Dichte auf 1000 kg/m³ und die Tiefe auf 3 m ein. Prüfe, ob der Relativdruck 29,43 kPa beträgt.
- 2Speichere die Kurve, erhöhe die Dichte auf 1200 kg/m³ und vergleiche die Steigungen.
- 3Lass die Tiefe unverändert und ändere den Oberflächendruck. Welcher Messwert ändert sich?
- 4Hebe die Sonde bis an die Oberfläche. Erkläre, warum der Relativdruck null, der Absolutdruck aber nicht null ist.
Das Modell
Annahmen
- Die Flüssigkeit ist in Ruhe, hat eine gleichmäßige Dichte und ist inkompressibel. Die Schwerkraft beträgt 9,81 m/s².
- Die Tiefe wird senkrecht unterhalb der Oberfläche gemessen. Tankbreite und Flüssigkeitsvolumen gehen nicht in die Druckgleichung ein.
Im Unterricht ausprobieren
- Q1Warum ist der Druck bei gleicher Tiefe in einem breiteren Tank gleich?
- Q2Bei welcher Wassertiefe beträgt der Relativdruck ungefähr 98,1 kPa?
Häufig gestellte Fragen
Wirkt der Druck nur nach unten?
Nein. Der Druck in einer ruhenden Flüssigkeit wirkt in alle Richtungen. Die Sonde zeigt den lokalen Druck in ihrer Tiefe an.
Warum unterscheiden sich Relativdruck und Absolutdruck?
Der Überdruck ergibt sich, indem man den Druck an der Flüssigkeitsoberfläche abzieht. Der Absolutdruck schließt diesen Oberflächendruck ein.