Simulator für Temperaturerhöhung

Zustand 1 Zustand 2
Temperatur Celsius
Druck Bar

Temperatur

Genau wie der Druck, spielt auch die Temperatur eine wichtige Rolle beim Tauchen. Sie beeinflusst sowohl den Druck im inneren unserer Flasche, als auch die Zeit die unser Körper braucht um sich im Wasser abzukühlen. Der Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur lässt sich ebenfalls physikalisch durch das ideale Gasgesetz erfassen. \begin{align} p*V=m*R_s*T\\ \end{align} Betrachten wir zunächst eine Druckluftflasche, die in der Sonne stehen gelassen wurde. Wir gehen diesmal davon aus, dass sich die Masse und das Volumen innerhalb der Flasche nicht ändern. Solange das Ventil geschlossen bleibt, bleiben diese beiden Werte folglich konstant. Um einen Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur in der Flasche herzustellen, müssen jetzt erneut zwei Zustände betrachtet werden. \begin{align} \text{Vorher: }p_1*V = m*R_s*T_1\\ \text{Nachher: }p_2*V = m*R_s*T_2\\ \end{align} Unter der eben genannten Vorraussetzung gleichbleibender Masse und Volumens ergibt sich daraus folgende Gleichung: \begin{align*} \frac{p_1}{T_1} &= \frac{m*R_s}{V}\\ &= \frac{p_2}{T_2} \end{align*} Dieser Zusammenhang wird auch als das Gesetz von Gay-Lussac bezeichnet. Druck und Temperatur stehen hier in einem direkten proportionalen Zusammenhang.

Beispiel: Eine Pressluftflasche wird bis zu einem Druck von 250bar befüllt und erwärmt sich dabei auf 25°C. Beim anschließenden Tauchgang im 17°C kalten Wasser fällt der Druck in der Flasche aufgrund der Temperaturänderung ab. Welcher Druck wird uns angezeigt?

Lösung: Mit den uns gegebenen drei Parametern und der zuvor genannten Formel können wir die Änderung des Druckes sehr leicht berechnen. \begin{align*} p_1 &= 250 bar\\ T_1 &= 25°C\\ T_2 &= 17°C\\ \end{align*} Setzen wir diese Werte in die Formel von Gay-Lussac ein ergibt sich für uns der gesuchte Druck: \begin{align*} \frac{p_1}{T_1}&=\frac{p_2}{T_2}\\ p_2&=\frac{p_1*T_2}{T_1}=\frac{250bar*17°C}{25°C}\\ p_2&=170bar\\ \end{align*}

Email Adresse

Anmelden Abmelden Abbrechen

Kommentar