Seuraa 
Viestejä79

Moro kaikille. :) Piru kun olen koittanut kahlata netistä toisaalta yksinkertaista asiaa, tuloksetta. Kun puristan kokoon nestettä sylinterissä, niin se neste joustaa hieman. Siis todella vähän, mutta kuitenkin. Lämpeneekö neste ja kuinka paljon puristettaessa, kuten vaikkapa kaasu.
Vaikko onko ilmiö vain kokoonpainumista ilman lämpenemistä?
Voisin heittää esimerkiksi vaikka vesi ja 100 bar. Muistaakseni vesi menee kokoon tässä paineessa 0,7 %. Kai tästä jotain taulukoita löytyy jostain, eri nesteille, mutta mistä?

Sivut

Kommentit (21)

Nature
Seuraa 
Viestejä10075

cotton kirjoitti:
Moro kaikille. :) Piru kun olen koittanut kahlata netistä toisaalta yksinkertaista asiaa, tuloksetta. Kun puristan kokoon nestettä sylinterissä, niin se neste joustaa hieman. Siis todella vähän, mutta kuitenkin. Lämpeneekö neste ja kuinka paljon puristettaessa, kuten vaikkapa kaasu.
Vaikko onko ilmiö vain kokoonpainumista ilman lämpenemistä?
Voisin heittää esimerkiksi vaikka vesi ja 100 bar. Muistaakseni vesi menee kokoon tässä paineessa 0,7 %. Kai tästä jotain taulukoita löytyy jostain, eri nesteille, mutta mistä?

Eiköhän sen sisäenergia pyri kasvamaan yhtälön F*s mukaisesti, eli se ulkoisen työn osuus, joka ei poistu nesteestä muutoksen yhteydessä (esim. lämpönä) tai varastoidu siihen potentiaalienergiana (jousto), jää käytännössä sen lämpöenergiaksi. Kaasu lämpenee puristettaessa voimakkaasti, molekyylien liikkeen lisääntyessä toistensa suhteen vapausasteiden mukaisesti. Kokoonpuristumattomalla nesteellä ja kiinteällä aineella molekyylien keskinäinen liike on selvästi rajoitetumpaa, joten lämpeneminen on sillä perusteella hyvin vähäistä.

Näin näkisin, vaikka en olekaan tähän asiaan vihkiytynyt.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
ing geolog
Seuraa 
Viestejä7278

Nestettä, vettä, ei voi puristaa kokoon. Painetta lisätään vaan volyymi pysyy samana, tai muuttuu hieman lämpötilan mukaan. Muistelen perusfysiikasta?

Mutta minäkin voin tehdä virheitä, kerran nuorena sytytin, Haaparannan kaupunginhotellissa, tupakin väärästä päästä.

Lyde19
Seuraa 
Viestejä6879

Kaasuillahan lasketaan että PVT on vakio. Eli paine x tilavuus x lämpötila on vakio. Miksei myös nesteillä. Nestettä puristettaessa tilavuus muuttuu hyvin vähän, paine kasvaa nopeasti, lämpötila ei juuri muutu.

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1578

ing geolog kirjoitti:
Nestettä, vettä, ei voi puristaa kokoon. Painetta lisätään vaan volyymi pysyy samana, tai muuttuu hieman lämpötilan mukaan. Muistelen perusfysiikasta?

Fysiikan perusteita opetettaessa asioita yksinkertaistetaan. Tosiasiassa materiaali kaikissa olomuodoissaan  puristuu kokoon, kun painetta on tarpeeksi. Ks. http://www.engineeringtoolbox.com/bulk-modulus-elasticity-d_585.html

Ja kyllä kokoonpuristaminen nostaa materiaalin lämpötilaa. Jos on käytössä hydraulinen puristin ja lämpökamera, niin asian voi havainnollistaa näppärästi. En nyt mene sanomaan, pitääkö tämä sääntö paikkansa aivan kaikkien materiaalien osalta, mutta valtaosan kumminkin.

Vanha jäärä

ovolo
Seuraa 
Viestejä8128

syytinki kirjoitti:
Lämpenee ja joskus reippaastikin. Ainakin hydrauliöljy. Hydrauliikan työsylinterit lämpenevät aika nopeasti.

Olisko syynä hydraulinesteen liikekitka? Samoin lämpenee hydraulinen kytkin, jossa voima välittyy siipipyörien avulla.

Jakob
Seuraa 
Viestejä1718

Vanha jäärä kirjoitti:
Ja kyllä kokoonpuristaminen nostaa materiaalin lämpötilaa. Jos on käytössä hydraulinen puristin ja lämpökamera, niin asian voi havainnollistaa näppärästi.

Luulen että kappaleen lämpötila nousee tässä tapauksessa ainakin pääasiassa muodonmuutoksen johdosta, ei tilavuudenmuutoksen.

MooM
Seuraa 
Viestejä10240

Lyde19 kirjoitti:
Kaasuillahan lasketaan että PVT on vakio. Eli paine x tilavuus x lämpötila on vakio. Miksei myös nesteillä. Nestettä puristettaessa tilavuus muuttuu hyvin vähän, paine kasvaa nopeasti, lämpötila ei juuri muutu.

Siis PV/T on vakio.

Ideaalikaasussa hiukkaset ovat pistemäisiä eivätkä vuorovaikuta toistensa kanssa. Yllättävän moni kaasu ja kaasuseos aika isolla lämpötila/painealueella on riittävän lähellä ideaalikaasua ja laki pätee. Nesteessä nuo ehdot eivät toteudu ja siksi nesteeseen ei päde tuo ideaalikaasun tilanyhtälö. 

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

syytinki
Seuraa 
Viestejä9826

ovolo kirjoitti:
syytinki kirjoitti:
Lämpenee ja joskus reippaastikin. Ainakin hydrauliöljy. Hydrauliikan työsylinterit lämpenevät aika nopeasti.

Olisko syynä hydraulinesteen liikekitka? Samoin lämpenee hydraulinen kytkin, jossa voima välittyy siipipyörien avulla.

Tuota en tiedä. Sen tiedän, että lämpenee. Melkoista kurlaustahan se nesteen liike hydrauliikassa on, että kyllä kitkaakin syntyy. Tiedä sitten lisääntyykö kitka paineen kasvaessa.

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1578

En nyt tarkoittanut, että hydraulipuristimen lämpenemistä tarkasteltaisiin, vaan että puristimella kuormitettaisiin kiinteää, esimerkiksi metallikappaletta ja tarkasteltaisiin sen lämpötilaa. Hydrauliikassa virtauskitka pumpuissa, putkissa ja venttiileissä lämmittää nestettä enemmän kuin nesteen kokoonpuristuminen. Hydraulipuristimella päästäisiin vain helposti tarvittavan suuriin voimiin.

Vanha jäärä

Nature
Seuraa 
Viestejä10075

syytinki kirjoitti:
ovolo kirjoitti:
syytinki kirjoitti:
Lämpenee ja joskus reippaastikin. Ainakin hydrauliöljy. Hydrauliikan työsylinterit lämpenevät aika nopeasti.

Olisko syynä hydraulinesteen liikekitka? Samoin lämpenee hydraulinen kytkin, jossa voima välittyy siipipyörien avulla.

Tuota en tiedä. Sen tiedän, että lämpenee. Melkoista kurlaustahan se nesteen liike hydrauliikassa on, että kyllä kitkaakin syntyy. Tiedä sitten lisääntyykö kitka paineen kasvaessa.

Neste lämpenee pääosin sisäisen kitkan toimesta. Olen jopa hossain vaiheessa suunnitellut totaeuttavani tuulivoimalan, jolla kuumennetaan suoraan vettä mekaanista energiaa hyödyntäen, mutta hanke on jäänyt toistaiseksi pöytälaatikkoon. Eli riittäisi tuulivoimalan lavat, kulmavaihde ja säiliö, jossa mekaaninen sekoitin tai vastaava.

Hydrauliikassahan öljy menee läpi pumpusta ja ahtaista venttiileistä ja vastaavista hydrauliikan osista joten sisäistä kitkaa ja liikettä on runsaasti, lisäksi sen öljyn viskositeetti on aika suuri mikä vaikuttaa kitkan määrään.

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1578

Nature kirjoitti:

Neste lämpenee pääosin sisäisen kitkan toimesta. Olen jopa hossain vaiheessa suunnitellut totaeuttavani tuulivoimalan, jolla kuumennetaan suoraan vettä mekaanista energiaa hyödyntäen, mutta hanke on jäänyt toistaiseksi pöytälaatikkoon. Eli riittäisi tuulivoimalan lavat, kulmavaihde ja säiliö, jossa mekaaninen sekoitin tai vastaava.

Miksei pumppua suoraan roottorin akselille sekä kuristin ja lämmönvaihdin alas lämpöeristettyjen putkien päähän vesisäiliöön?  Pakkasneste kiertoon. Näin roottorin voisi sijoittaa paljon vapaammin. Tietysti tällaisessa systeemissä olisi isommat lämpöhäviöt kuin sellaisessa, jossa vesijarru olisi suoraan vesisäiliössä.

Vanha jäärä

Nature
Seuraa 
Viestejä10075

Vanha jäärä kirjoitti:
Nature kirjoitti:

Neste lämpenee pääosin sisäisen kitkan toimesta. Olen jopa hossain vaiheessa suunnitellut totaeuttavani tuulivoimalan, jolla kuumennetaan suoraan vettä mekaanista energiaa hyödyntäen, mutta hanke on jäänyt toistaiseksi pöytälaatikkoon. Eli riittäisi tuulivoimalan lavat, kulmavaihde ja säiliö, jossa mekaaninen sekoitin tai vastaava.

Miksei pumppua suoraan roottorin akselille sekä kuristin ja lämmönvaihdin alas lämpöeristettyjen putkien päähän vesisäiliöön?  Pakkasneste kiertoon. Näin roottorin voisi sijoittaa paljon vapaammin. Tietysti tällaisessa systeemissä olisi isommat lämpöhäviöt kuin sellaisessa, jossa vesijarru olisi suoraan vesisäiliössä.

Mainitsit yhden syyn. toinen syy on että tuuliturbiinista tulisi saada mahdollisimman kevyt tehoon nähden ja siten helposti huollettava (kaadettavissa oleva malli). Eristetty maanalainen vesisäiliö voisi toimia samalla eräänlaisena ankkurina. Tähän tarkoitukseen yksinkertaisin vaihtoehto olisi toki pystyakselimalli, joka toimii pienemmälläkin tuulella, eikä toisaalta ole niin myrskyherkkä.

cotton
Seuraa 
Viestejä79

Kiitos vastauksista!  Hydraulijärjestelmän suunnittelussa alle 300 bar paineilla kokoonpuristumista ei tarvitse huomioida, näin kertoo suunnitteluoppaat. Hydraulijärjestelmän lämpeneminen johtuu pääosin työnesteessä olevista ilmakuplista, jotka puristuu kasaan. Ihan siis kaasun puristamista.  

Vesikin painuu kasaan, vaikka tuossa joku muuta väitti. Paineet pitää vaan olla hurjia.

Täytyy tsekkaa nuo linkit. Oleellinen asia on juuri tämä pieni puristuminen, noudattaako se samoja termodynamiikan lakeja kuin kaasu, vai onko kyseessä jokin muu ilmiö. 

Neste nimittäin paisuu enemmän lämmetessään, kuin pystyy painumaan kokoon. Eli periaatteessa nämä kaksi komponenttia voidaan erottaa toisistaan, niin päästään tarkastelemaan nesteen termodynaamisia ominaisuuksia tarkemin. :)

MooM
Seuraa 
Viestejä10240

cotton kirjoitti:
Kiitos vastauksista!  Hydraulijärjestelmän suunnittelussa alle 300 bar paineilla kokoonpuristumista ei tarvitse huomioida, näin kertoo suunnitteluoppaat. Hydraulijärjestelmän lämpeneminen johtuu pääosin työnesteessä olevista ilmakuplista, jotka puristuu kasaan. Ihan siis kaasun puristamista.  

Vesikin painuu kasaan, vaikka tuossa joku muuta väitti. Paineet pitää vaan olla hurjia.

Jostain on jäänyt päähän, että 4 km syvyydessä veden hydrostaattisen paineen aiheuttama kokoonpuristuma on reilu prosentti (verrattuna saman vesimassan tilaviiteen pinnan tuntumassa). En tiedä, onko puristuma miten lineaarinen paineen suhteen, googlettakoon se, jota kiinnostaa. Veikkaisin, että ei, koska puristusta vastustava voimakaan ei liene lineaarinen etäisyyden suhteen ainakaan kovin isolla alueella.

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä33558

MooM kirjoitti:
Jostain on jäänyt päähän, että 4 km syvyydessä veden hydrostaattisen paineen aiheuttama kokoonpuristuma on reilu prosentti (verrattuna saman vesimassan tilaviiteen pinnan tuntumassa). En tiedä, onko puristuma miten lineaarinen paineen suhteen, googlettakoon se, jota kiinnostaa. Veikkaisin, että ei, koska puristusta vastustava voimakaan ei liene lineaarinen etäisyyden suhteen ainakaan kovin isolla alueella.

Pienillä puristumilla kokoonpuristuvuus on suunnilleen lineaarinen. Esimerkiksi valtamerissä ja hydraulijärjestelmissä tilanne voidaan mallintaa lineaarisena. Silloin kun tilavuuden muutos tulee merkittäväksi, esimerkiksi planettojen sisällä, hypersoonisissa törmäyksissä, räjähdyksissä jne., puristuminen on epälineaarista. Faasimuutoksia voi myös tapahtua joillain aineilla joissakin paineissa ja lämpötiloissa.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä33558

cotton kirjoitti:
Täytyy tsekkaa nuo linkit. Oleellinen asia on juuri tämä pieni puristuminen, noudattaako se samoja termodynamiikan lakeja kuin kaasu, vai onko kyseessä jokin muu ilmiö.

Samasta statistisesta fysiikasta ne voidaan johtaa, mutta kaasujen mallinnuksessa tehdään yleensä approksimaatioita, jotka eivät päde nesteille. Yleisin on ideaalikaasu, joka olettaa että kaasumolekyylit eivät vuorovaikuta keskenään, ja se menee nesteissä metsään niin että raikuu, koska koko nestefaasi perustuu tietynlaisiin molekyylien välisiin vuorovaikutuksiin. Sitten on koko joukko tarkempia malleja, joissa vuorovaikutuksia approksimoidaan olettaen ne heikoiksi ja yksinkertaisikis, enkä tiedä niistä paljoa, mutta en menisi soveltamaan niitäkään nesteille ilman varmistumista, että tulokset ovat päteviä.

Lainaus:
Neste nimittäin paisuu enemmän lämmetessään, kuin pystyy painumaan kokoon. Eli periaatteessa nämä kaksi komponenttia voidaan erottaa toisistaan, niin päästään tarkastelemaan nesteen termodynaamisia ominaisuuksia tarkemin. :)

Niin, nesteiden puristuvuuskertoimet ovat samaa suuruusluokkaa kiinteiden aineiden kanssa. Siksi ei voida tehdä astioita, joissa voitaisiin tutkia tai käyttää nestettä vakiotilavuudessa esimerkiksi lämpötilan vaihdellessa. Olipa pytty mitä unobtainiumia tahansa, se venyy lämmetessä isommaksi jos neste lämpölaajenee enemmän kuin pytty.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat