Wenn ich einen untergetauchten Schlauch über 35 Fuß über die Wasseroberfläche hebe, was befindet sich im oberen Fuß?

Ich habe mit einem Freund über das ganze Konzept des "perfekten Vakuums" gestritten. Er und ich sind uns einig, dass die stärkste Vakuumpumpe der Welt Wasser nicht mehr als 10 Meter über die Oberfläche eines normalen Sees pumpen könnte. Ich habe das Problem leicht geändert, und ich bin mir nicht sicher, was passieren würde.

  1. Tauchen Sie einen Schlauch so ein, dass er vollständig mit Wasser gefüllt ist
  2. Verschließen Sie das obere Ende
  3. Fangen Sie an, es mit einem Kran aus dem Wasser zu ziehen
  4. Stellen Sie sicher, dass das untere Ende unter Wasser bleibt

Wenn Sie den Schlauch 40 Fuß aus dem Wasser ziehen würden, was würde sich in den oberen 6 Fuß des Schlauchs befinden? Ein "perfektes Vakuum"? Gasförmiges Wasser? Flüssiges Wasser?

Die theoretische Pumpgrenze für eine Saugpumpe beträgt etwa 34 Fuß auf Meereshöhe und weniger in höheren Lagen (etwa 1 Fuß weniger pro 1000 Fuß). Dies ist die Grenze unabhängig von der an die Pumpe angeschlossenen Motorgröße, da das Ansaugen auf eine Atmosphäre Unterdruck begrenzt ist. Über 34 Fuß würden Sie ein perfektes Vakuum ziehen. Referenz: windsun.com/Solar_Water_Pumps/pumpinfo1.htm

Antworten (3)

Ein Wasserdampf mit niedrigem Druck.

Nicht ganz perfektes Vakuum, weil bei niedrigem Druck der Siedepunkt von Wasser abgesenkt wird und so ein Teil der Wassermoleküle in den leeren Raum entweichen.

Die Kohäsionsspannung würde den Wasserbogen zusammenhalten, wie dies beim Transpirationsprozess in Redwood-Bäumen der Fall ist. Wenn Sie andererseits zulassen, dass sich die Wassersäule trennt, könnten Sie sie nicht bis zur 35-40-Fuß-Spitze des Bogens pumpen.

Das Wasser wird zu Dampf aufblitzen und den Hohlraum oben füllen – wie hoch auch immer. Sieden ist ein Produkt aus Temperatur UND Druck. 212F (100C) bei 15psi (Atmosphäre) ist das, was die meisten Menschen verstehen, aber bei einem niedrigeren Druck kocht Wasser bei einer niedrigeren Temperatur. Bei etwas niedrigerem Druck geht Wasser direkt von fest (Eis) zu Gas (Dampf).