Wann gilt das Pascalsche Gesetz über die Ausbreitung des Flüssigkeitsdrucks? Ist es auf ein geschlossenes kreisförmiges Rohr mit einer Pumpe anwendbar, die die Flüssigkeit dreht, aber nicht auf eine Wanne mit Wasser? Die meisten Aussagen erfordern nur das Einschließen der Flüssigkeit.

Oder ist die Frage irrelevant? Dieses Gesetz wird nicht mehr verwendet oder gelehrt?

Hier ist meine ganze Geschichte dazu.

Sie müssen nicht alles lesen, um zu antworten. Deine Entscheidung.

Die Frage und ihr Kontext

Ein bisschen überrascht von einer Ablehnung auf dieser Seite der Anwendbarkeit des Pascalschen Gesetzes, weil die Flüssigkeit nicht eingeschlossen war (na ja, es war ein Ozean), nahm ich meinen Lieblingsbrowser und fragte: Pascal Law , dann nahm ich die Antworten der Reihe nach, mehr oder weniger. Ich überspringe YouTube.

Laut Wikipedia (Zitat aus einem Buch):

Das Pascalsche Gesetz oder das Prinzip der Übertragung des Flüssigkeitsdrucks ist ein Prinzip der Strömungsmechanik, das besagt, dass der Druck, der irgendwo in einer eingeschlossenen inkompressiblen Flüssigkeit ausgeübt wird, gleichmäßig in alle Richtungen durch die Flüssigkeit übertragen wird, so dass die Druckänderungen (Anfangsunterschiede) gleich bleiben.

was durch das Wiktionnary bestätigt wird :

Das Gesetz, das besagt, dass eine eingeschlossene Flüssigkeit den von außen ausgeübten Druck gleichmäßig in alle Richtungen überträgt

Dann laut NASA (die Flüssigkeit mit Flüssigkeit gleichzusetzen scheint):

Das Pascalsche Gesetz besagt, dass bei einem Druckanstieg an einem beliebigen Punkt in einer eingeschlossenen Flüssigkeit an jedem anderen Punkt im Behälter ein gleicher Anstieg auftritt.

Das Q&A-System des Physics Dept an der University of Illinois at Urbana-Champaign stimmt zu (Zitat aus einem Buch):

Das Pascalsche Gesetz (auch Pascalsches Prinzip genannt) besagt, dass "Druckänderungen an jedem Punkt in einer eingeschlossenen Flüssigkeit in Ruhe unvermindert auf alle Punkte in der Flüssigkeit übertragen werden und in alle Richtungen wirken".

weiter darauf bestanden, dass es sich um einen " geschlossenen Behälter " handeln müsse.

Und die Seite sciencefair bestätigt für den Laien:

Das Gesetz von Pascal besagt, dass, wenn Sie Druck auf eingeschlossene Flüssigkeiten ausüben [...], die Flüssigkeiten denselben Druck in alle Richtungen innerhalb des Behälters mit der gleichen Geschwindigkeit übertragen.

Während die Hyperphysics-Site für den Fachmann mit dieser Aussage von Pascals Prinzip besteht:

Druck wird in einer eingeschlossenen statischen Flüssigkeit unvermindert übertragen.

Um fair zu sein, definiert das Free Dictionary das Pascalsche Gesetz wie folgt:

Das Prinzip, dass ein von außen auf eine Flüssigkeit ausgeübter statischer Druck gleichmäßig über die Flüssigkeit verteilt wird. Unterschiede im statischen Druck innerhalb eines Fluids entstehen somit nur aus Quellen innerhalb des Fluids (z. B. dem Eigengewicht des Fluids wie im Fall des atmosphärischen Drucks).

Vielleicht, weil es keine Wissenschaftsseite ist.

Meine Hauptfrage ist: Warum sollte die Flüssigkeit eingeschlossen sein? (damit das Gesetz anwendbar ist)

Eine Nebenfrage ist, warum ignorieren die meisten Aussagen die Komprimierbarkeit? Nun, Pascal auch, afaik, aber er war in einem ganz anderen Kontext. Wir sollten uns auch daran erinnern, dass nicht alle Flüssigkeiten Flüssigkeiten sind. Das Vergessen dieser Tatsache kann zum Tod durch Ertrinken oder durch Tauchen in leeren Becken führen.

Meine eigene Klärung des Problems

Vielleicht sollte ich nicht selbst antworten, um andere Antworten besser zu ermutigen. Aber warum dann so tun, als wäre ich zu dumm, um darauf zu antworten, wenn ich doch beweisen kann, dass ich es bin?

Wie gesagt, ich hätte gerne eine Klarstellung dazu und überprüfe mein eigenes Verständnis, das mit den obigen Definitionen nicht ganz übereinstimmt.

Betrachtet man dieses Gesetz in einem gleichmäßigen Schwerefeld, so wird die Forderung nach Inkompressibilität nur benötigt, um eine konstante Dichte zu erhalten, damit sich der Druckunterschied zwischen verschiedenen Höhen in der Flüssigkeit nicht ändert. Im richtigen Fall bedeutet dies auch, dass die Inkompressibilitätsforderung bezüglich der Übertragung von Druckänderungen zwischen zwei Punkten auf gleicher Höhe aufgehoben werden kann.

Beachten Sie, dass bei einer kleinen Druckänderung nur eine geringe Kompressions- und Dichtevariation auftritt, so dass die Inkompressibilitätsanforderung als erste Näherung aufgehoben werden kann. Das war, glaube ich, die Situation von Pascal, als er den atmosphärischen Druck und seine Schwankungen bei begrenzten Höhenänderungen analysierte.

Beim freien Fall spielt das Gewicht der Flüssigkeit keine Rolle mehr, und die Kompressibilität sollte auch keine Rolle spielen. Das Fluid muss jedoch eingeschlossen werden, wenn ein Druck ungleich Null angelegt werden soll. Es ist tatsächlich komplexer, da es in verschiedenen Fällen Umgebungsdruck oder Oberflächenspannung geben kann (z. B. eine Gasblase in einer Flüssigkeit). Außerdem kann ein Gehäuse erforderlich sein, um ein Vermischen der Flüssigkeit oder des Gases mit dem umgebenden Medium zu verhindern, obwohl dies kein starres Gehäuse erfordert und nicht mit dem Pascalschen Gesetz selbst zusammenhängt.

Ich sehe jedoch keine Notwendigkeit für die Beschränkung des Einschlusses in einem Gravitationsfeld. Ein Behälter ist sicherlich erforderlich, wie es für Flüssigkeiten üblich ist (besonders wenn es sich um heißen Kaffee handelt), aber nichts erfordert, dass es sich um einen geschlossenen Raum handelt. Die Oberseite kann im Fall einer Flüssigkeit durchaus offen für atmosphärischen Druck sein oder im Falle eines Gases nur durch eine sehr leichte Membran getrennt sein. Dies ist möglicherweise nicht geeignet, um in einigen Geräten einen hohen Druck zu erreichen, aber das ist ein technisches Problem, das nichts mit dem Pascalschen Gesetz zu tun hat.

Dies gilt sogar für Gas. Schließlich basiert das Gesetz ursprünglich auf einer Untersuchung der Erdatmosphäre, die kaum als geschlossen betrachtet werden kann.

Das Fluid wird natürlich nur in den Raumteilen betrachtet, in denen es vor und nach der Druckänderung vorhanden ist.

Zusammenfassend ist mein Verständnis, dass die Begrenzung erforderlich sein kann, um tatsächlich eine Druckänderung irgendwo in der Flüssigkeit zu erreichen, in technischen Anwendungen des Gesetzes, aber die Begrenzung hat nichts mit dem Pascalschen Gesetz selbst zu tun.

Warum denn ?

Warum diese Vereinbarung, eine irrelevante Bedingung für die Anwendbarkeit des Pascalschen Gesetzes zu fordern.

Die Frage sollte möglicherweise eine andere sein. Was ist gemeint, wenn verlangt wird, dass die Flüssigkeit eingeschlossen oder umschlossen ist?

Vielleicht wird die Antwort von der Sciencefair-Site gegeben, die (wenn ich nichts verpasst habe) die einzige ist, die tatsächlich definiert, was es bedeutet:

in einem flexiblen und dennoch auslaufsicheren Gehäuse enthalten, damit es nicht ausfließen kann

Ich werde diese umstrittene Definition nicht bestreiten, aber die Absicht scheint eindeutig, einen dynamischen Fluss zu verhindern, ein statisches System zu haben. Was auch immer die tatsächliche Absicht ist, das ist die einzige Erklärung, die ich gefunden habe.

Hyperphysics ist sehr professionell und um es absolut sicher zu machen, werden sowohl Gürtel als auch Hosenträger verwendet: " eine eingeschlossene statische Flüssigkeit ". Die Universität von Illinois hat die gleiche Sorge um den Anstand: „ eine eingeschlossene Flüssigkeit in Ruhe “.

So wie ich das Problem verstehe, wäre es klüger, nur den richtigen Qualifizierer zu verwenden und „ statische Flüssigkeit “ oder „ Fluid in Ruhe “ zu erwähnen, anstatt unangemessene Qualifizierer, die viel Verwirrung und Missverständnisse hervorrufen, insbesondere im Bildungskontext, wie gezeigt durch das Beispiel , das diese Frage ursprünglich motivierte.

Ist diese Analyse richtig oder habe ich einen Punkt übersehen? Wenn ich mich irre, können Sie mir sagen wo?

In einer weithin ignorierten Frage (darin bin ich sehr gut), die nur eine Ablehnung erhielt, versuchte ich, Reaktionen oder Meinungen zum Thema Präzision in der Wissenschaft zu erhalten. Ich meinte nicht quantitative, sondern qualitative Präzision, Präzision in Konzepten und Hypothesen statt mathematischer Formeln.

Ich denke, das ist nur ein weiteres Beispiel, und ich musste nicht danach suchen: Es hat mich gefunden.

Alle Beiträge zum Verständnis sind Antworten.