Kann der Siphonmechanismus im Vakuum funktionieren?
Es scheint Experimente gegeben zu haben, bei denen exotische Flüssigkeiten (niedriger Dampfdruck) in Siphons verwendet wurden, die in Vakuumkammern montiert waren. Die Idee ist, dass der fallende Abschnitt der Flüssigkeit den Rest des Flüssigkeitskanals buchstäblich mit seinem Gewicht über zwischenmolekulare Kräfte zieht – was einer Zugfestigkeit der Flüssigkeit entspricht.
Während wir bei normalen Siphons den kontinuierlichen Fluss schnell dem Luftdruck zuschreiben, der den ansteigenden Abschnitt nach oben drückt.
Auf YouTube gibt es ein Video von einem solchen Experiment. Das entsprechende Papier lautet wie folgt:
Kann ein Siphon im Vakuum arbeiten? Adrian L. Boatwright, Simon Puttick und Peter Licence. J.Chem. Educ., 2011, 88 (11), S. 1547–1550. DOI: 10.1021/ed2001818
Nachdem ich mir das Video angesehen hatte (aber die Zeitung nicht gelesen hatte), war mein erster Gedanke, dass die fragliche Flüssigkeit ungewöhnlich starke intermolekulare Kräfte hat. Sonst könnte es in einem so starken Vakuum nicht flüssig bleiben. Dies muss bedeuten, dass diese Flüssigkeit unter einer viel höheren Spannung gehalten werden kann als so etwas wie Wasser.
Das bedeutet, dass dieser Versuch nicht ausschließen kann, dass Luftdruck für den Betrieb eines Siphons wichtig ist, wenn Wasser verwendet wird. Und tatsächlich spielt der Luftdruck bei einem normalen Siphon auf Wasserbasis eine wichtige Rolle: Er verhindert, dass das Wasser sofort verkocht. Bei Nulldruck wird Wasser zu einem Gas und hat überhaupt keine Zugfestigkeit, daher können wir sagen, dass der umgebende Luftdruck notwendig ist , um das Wasser in einem normalen alltäglichen Siphon zu halten.
Ja, sie können. Aber nur für kurze Zeit, wenn die wirkenden Kräfte stärker als die Gravitationskraft sind. Die Kohäsionskräfte von Flüssigkeiten sind ziemlich beeindruckend, aber nach einem leichten "Schnitt" von der Seite oder innerhalb der Säule wird es stören. Natürlich müssen Sie die Flüssigkeit vorher von gelösten Gasen befreien, und der Schlauch darf keine scharfen Kanten oder "Dellen" haben. In der Vakuumpraxis haben Sie zum Beispiel Siphons in Quecksilber- oder Öldiffusionspumpen. Jedes U-Rohr-Manometer ist ein solcher Siphon. Georg
Matthäus R