Hoe werken communicerende vaten?

[atjong]

Vergeef me mijn onwetendheid op natuurkundig gebied, maar ik heb een vraag over vloeistoffen en vaten en hoop dat jullie mij verder kunnen helpen. Er staan 2 tonnen naast elkaar die beide gevuld zijn met water. Ton1 staat wat hoger dan ton2. Ton2 heeft een kraantje onderop. Er wordt een met water gevulde slang in beide tonnen gehangen met als doel om water over te hevelen van ton1 naar ton2 als het niveau in ton2 daalt. De slang reikt in beide tonnen tot ongeveer de bodem. Als door tappen het niveau in ton2 daalt onder het niveau in ton1, wordt er dan inderdaad water overgeheveld tot de beide niveau's gelijk zijn? Of is dit een denkfout?

Als ton1 nu volledig boven ton2 zou staan, zou het overhevelen wel werken en stroomt ton2 over . Wat ik zoek is een eenvoudige constructie waarbei beide tonnen gevuld kunnen worden en het overhevelen transparant gebeurt.

[edit] Wie heeft de topictitel aangepast? Dit omdat de wet van communicerende vaten niet van toepassing is; daarvoor moeten de beide tonnen onder de vloeistofspiegel verbonden zijn. De originele titel was: Communicerende vaten of denkfout?

[ Voor 11% gewijzigd door atjong op 02-04-2007 11:10 ]

[Anoniem: 125679]

Zolang de waterhoogte in ton1 boven de opening van de slang groter is dan de waterhoogte in ton2 boven het uiteinde van de slang zal er water overgeheveld worden. Zodra er boven beide uiteinden van de slang evenveel water staat, stopt het overhevelen.
Voorwaarde is uiteraard wel dat de slang volledig is gevuld met water!

[ Voor 28% gewijzigd door Anoniem: 125679 op 02-04-2007 11:32 ]

[atjong]

Ik ben ervan uitgegaan van dat ton1 iets hoger staat dan ton2. Gebeurt wat je beschrijft ook als beide tonnen op gelijke hoogte staan?

[Anoniem: 125679]

Ook dan gebeurt het, mits de waterhoogte in ton 1 hoger is dan in ton 2.
Zolang er een drukverschil is tussen de uiteinden van de slang stroomt er water.

[ Voor 44% gewijzigd door Anoniem: 125679 op 02-04-2007 11:32 ]

[Delerium]

Water dat hoger ligt dan ander water wil naar beneden stromen. Water is namelijk zwaarder dan lucht en zwaartekracht blijft constant eraan trekken. Zolang water de mogelijkheid heeft om naar een lager punt te stromen (de hevel) zal dat gebeuren. Pas zodra beide oppervlakken op exact dezelfde hoogte liggen is er een stabiele toestand en stopt het stromen.

Ga maar na, waarom zou het hoger blijven liggen? En als het stroomt heeft het wellicht momentum en 'zou kunnen doorschieten' maar gedurende die milliseconde is dan een nieuw hoger punt bereikt en stroomt dat 'doorgeschoten' water direct terug.
Zodoende zoekt het steeds een zo vlak mogelijk oppervlak. En dit is allemaal een gevolg van de Boltzmannverdeling (lees: zoveel mogelijk toestanden in zo laag mogelijk niveau invullen, een 'heuvel' in een wateroppervlak is dus onmogelijk).

edit]
Je kan wel bezwaar maken tegen een titelchange, maar zodra je 2 vaten met elkaar verbindt, heb je 1 ensemble gevormd. Dat betekend dat de vaten met elkaar communiceren.

[ Voor 9% gewijzigd door Delerium op 02-04-2007 11:13 ]

[benoni]

Anoniem: 125679 schreef op maandag 02 april 2007 @ 10:58:
/edit
[afbeelding]
Zolang a > b wordt er water overgeheveld.

Volgens mij klopt dit niet, als je ton B omhoog zet en ton A omlaag, dan zou nog steeds het water van A naar B stromen volgens jou...

[Anoniem: 125679]

True, moet geen tentamen leren en GoTten tegelijk

[atjong]

Ik kon het niet laten en heb even een test gedaan met 2 emmers en een stukje tuinslang:


De ene emmer was vol, de andere was leeg, de tuinslang gevuld. Slang ondergedompeld en in beide emmers tot bijna op de bodem gehangen:


En inderdaad, de ene emmer liep over in de andere!


Linkse emmer weer tot de rand bijgevuld:


En wederom liep het water netjes over in de rechter emmer, tot gelijk niveau:


Uiteindelijk met een tweede slang het water uit de rechteremmer laten lopen, en uiteraard liep ook weer de linkeremmer netjes leeg:


Conclusie: De tonnen kunnen gewoon beide op gelijke hoogte worden opgesteld. Slang met water erin en klaar

[ Voor 6% gewijzigd door atjong op 02-04-2007 20:24 ]

[Osiris]

En weer vol met 't water uit de linker-emmer neem ik aan

[Anoniem: 144949]

OK als je 2 emmers hebt beiden met water op hetzelfde niveau en ze zijn met elkaar verbonden met een slang (zoals foto's hierboven) dan wordt er op beide vloeistofoppervlakken een druk uitgeoefend die gelijk is aan de luchtdruk (1atm). Luchtdruk in beide emmers is immers dezelfde (tenzij ze enorm ver van elkaar zouden staan.
Als je nu gewoon 1 emmer zou beschouwen en je steekt hierin een slang (uiteinde A) gevuld met water. Je laat het andere uiteinde B buiten de emmer hangen. Als dit uiteinde B zich lager bevindt dan de hoogte van het vloeistofopp in de emmer, dan is er tussen zijden A en B een verschil in druk. Namelijk aan het uiteinde B is er dan een druk van 1 atm (immers hangt dit uiteinde gewoon in de lucht) en aan het andere uiteinde A is er een druk van 1 atm + de druk ten gevolge van de vloeistofkolom die zich boven het uiteinde B bevindt. Dit verschil in druk zorgt ervoor dat er water zal vloeien van A naar B tot het verschil is weggewerkt en aldus de het vloeistofniveau in de emmer dezelfde hoogte bereikt als de hoogte van uiteinde B (ook al bevindt uiteinde A zich nog lager in de emmer, maakt niet uit).
Dit is dus eigenlijk hetgeen er gebeurt bij een stuwdam. Als je deze redenring doortrekt naar 2 emmers gevld met water die verbonden zijn met met een gevulde slang bekom je gewoon hetzelfde.

[_sepulnation_]

Hiermee kun je het uitrekenen...formule vloeistofmechica...


H₁ + Z₁ + (v²/2G) = H₂ + Z₂ + (v²/2G) + (delta)H_1-2

H1 = "willekeurig punt in emmer 1" tot waterspiegel
H2 = "willekeurig punt in emmer 2" tot waterspiegel
Z1 = punt van H1 tot vergelijkingsvlak (neem bodem emmer 1)
Z2 = punt van H2 tot vergelijkingsvlak (neem bodem emmer 1)
(delta H) = weerstand in buis, intree verlies, uittree verlies = verwaarloos is dit geval, te weinig snelheid om veel weerstand op te wekken.

/edit

Dit gaat NIET op, excuses...deze formule is alleen als er continu water in emmer 1 aangevoerd word en het water in emmer 2 vrij kan ontsnappen

[ Voor 12% gewijzigd door _sepulnation_ op 03-04-2007 12:49 ]

[Anoniem: 124325]

atjong schreef op maandag 02 april 2007 @ 20:23:
Ik kon het niet laten en heb even een test gedaan met 2 emmers en een stukje tuinslang:
[afbeelding].
.
.
.
Conclusie: De tonnen kunnen gewoon beide op gelijke hoogte worden opgesteld. Slang met water erin en klaar

Blijkt maar weer eens hoe nuttig testen kunnen zijn Uiteraard is de vloeistofstroming een gevolg van de vloeistof niveaus en heeft niets te maken met hoe ver de slangen onder het water niveau zitten.

Even iets als extraatje: je hebt geen slangen nodig om dit te doen. Je hangt gewoon een lange handdoek in beide emmers en na een poosje zijn beide vloeistof niveaus waterpas! Je kan op deze manier een bad geheel op de vloer laten leeg lopen. . .kinderen zijn vaak schuldig aan een dergelijk feest: ze de gooien een handdoel nonchalant op de rand van de badkuip, half er in en half er uit en gaan dan lekker beneden bij Ma en Pa op de bank TV kijken. Twee @ 3 uur later staat de badkamer bank of loopt het water de trap af en is het bad leeg.

Eerst zuigt capillaire actie het water tussen de handdoek vezels omhoog en als het over de rand is zuigt het zich zelf naar beneden en zodra het eerste beetje water buiten de badkuip onder het waterniveau is trekt de zwaartekracht de hele badkuip leeg

[Anoniem: 28145]

Anoniem: 144949 schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 00:28:
OK als je 2 emmers hebt beiden met water op hetzelfde niveau en ze zijn met elkaar verbonden met een slang (zoals foto's hierboven) dan wordt er op beide vloeistofoppervlakken een druk uitgeoefend die gelijk is aan de luchtdruk (1atm).

[...]

Lijkt me toch echt dat de invloed van de zwaartekracht belangrijker is. In vacuum doen communicerende vaten het ook.

[atjong]

Anoniem: 124325 schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 18:39:
Eerst zuigt capillaire actie het water tussen de handdoek vezels omhoog en als het over de rand is zuigt het zich zelf naar beneden en zodra het eerste beetje water buiten de badkuip onder het waterniveau is trekt de zwaartekracht de hele badkuip leeg

Als je de buitenste kant van de handdoek niet op de grond laak lekken maar terug in de badkuip, kun je een mooie perpetuum mobile maken . Waar zit de denkfout?

[Blacksnak]

atjong schreef op woensdag 04 april 2007 @ 08:54:
Als je de buitenste kant van de handdoek niet op de grond laak lekken maar terug in de badkuip, kun je een mooie perpetuum mobile maken . Waar zit de denkfout?

In het feit dat je bron en doel hetzelfde zijn, zodus staan die 2 niveaus gelijk en zal de vloeistof gewoon blijven waar die is.

Of zit ik nu fout?

[benoni]

atjong schreef op woensdag 04 april 2007 @ 08:54:
Als je de buitenste kant van de handdoek niet op de grond laak lekken maar terug in de badkuip, kun je een mooie perpetuum mobile maken . Waar zit de denkfout?

Bij degene die niet goed leest

Anoniem: 124325 schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 18:39:
...zodra het eerste beetje water buiten de badkuip onder het waterniveau is trekt de zwaartekracht de hele badkuip leeg.

[Bozozo]

atjong schreef op woensdag 04 april 2007 @ 08:54:
[...]


Als je de buitenste kant van de handdoek niet op de grond laak lekken maar terug in de badkuip, kun je een mooie perpetuum mobile maken . Waar zit de denkfout?

Deze is niet zo moeilijk. De handdoek trekt water uit het bad totdat het water op de grond de tweede handdoek bereikt. Vanaf dat moment beconcurreren de twee handdoeken elkaar: de een wil water uit het bad trekken, terwijl de ander het toe wil voeren. Vervolgens gooien de handdoeken het op een akkoordje en er stelt zich een evenwicht in

edit: niet goed gelezen. Je gebruikt maar 1 handdoek. Dat werkt natuurlijk niet omdat je maar één waterniveau hebt, zoals hierboven al wordt gezegd

[ Voor 11% gewijzigd door Bozozo op 04-04-2007 10:23 ]

[atjong]

benoni schreef op woensdag 04 april 2007 @ 09:15:
Bij degene die niet goed leest

Klopt helemaal .

Toch valt er over de handdoek wel verder te filosoferen. Als het water uit de badkuip omhoog de handdoek in kan trekken, tegengesteld aan de zwaartekracht, is daar dan niet iets voor te verzinnen dat het water weer uit de handdoek en in de badkuip krijgt en minder energie kost?
Welke energie wordt er eigenlijk gebruikt voor het omhoog lopen van het water? ("Capillaire actie" staat nog niet in wikipedia, een interessant klusje voor Vortex2?)

[Anoniem: 144949]

Anoniem: 28145 schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 19:20:
Lijkt me toch echt dat de invloed van de zwaartekracht belangrijker is. In vacuum doen communicerende vaten het ook.

Ja, de invloed van de zwaartekracht is hetgeen ik bedoel met de vloeistofkolom.
Dus zowel het hoogteverschil (dichtheid vloeistof x veldsterkte x hoogteverschil) als het verschil in luchtdruk tussen beide vaten zal hier van tel zijn.
Zoals je stelt in vacuum zal het verschil in luchtdruk tussen beide vaten 0 zijn (absolute luchtdruk is bij beide vaten immers ook 0), dit gaat dus geen invloed hebben hier waardoor enkel de invloed van het hoogteverschil tussen beide vloeistofoppervlakken overblijft.
Zelfde geldt bij gewone luchtdruk van 1 atm, het verschil in luchtdruk is 0 dus dit zal niet van invloed zijn.
Als je echter 2 vaten beschouwd waarbij er een verschil is in luchtdruk, bijvoorbeeld vat A op 1 atm en vat B op 2 atm, dan gaat dit ook van invloed zijn. Als het vloeistofniveau in vat A hoger is als in vat B kan het alsnog zijn dat de vloeistof naar het vat stroomt dat het hoogst gevuld is (zolang de invloed van de luchtdruk maar de invloed van de vloeistofkolom overcompenseert).

[Anoniem: 28145]

Zo werkt een synchroniseerkolom om een tweecylinder motorfiets (BMW) af te stellen.

[ Voor 21% gewijzigd door Anoniem: 28145 op 04-04-2007 11:29 ]

[Delerium]

Het zou kunnen, ware het niet dat er geen reden is om uit de capillaire buizen te stromen. Het water zal dan gewoon in de natte handdoek blijven zitten en langzaam verdampen enzo.

[- J.W. -]

atjong schreef op woensdag 04 april 2007 @ 10:40:
[...]


Klopt helemaal .

Toch valt er over de handdoek wel verder te filosoferen. Als het water uit de badkuip omhoog de handdoek in kan trekken, tegengesteld aan de zwaartekracht, is daar dan niet iets voor te verzinnen dat het water weer uit de handdoek en in de badkuip krijgt en minder energie kost?
Welke energie wordt er eigenlijk gebruikt voor het omhoog lopen van het water? ("Capillaire actie" staat nog niet in wikipedia, een interessant klusje voor Vortex2?)

Het water raakt gewoon energie kwijt (en wordt kouder of wordt weer opgewarmd door de omgeving).

[atjong]

- J.W. - schreef op woensdag 04 april 2007 @ 12:09:
Het water raakt gewoon energie kwijt (en wordt kouder of wordt weer opgewarmd door de omgeving).

Stroomt het water omhoog omdat het energie kwijtraakt?

[- J.W. -]

atjong schreef op woensdag 04 april 2007 @ 14:22:
[...]


Stroomt het water omhoog omdat het energie kwijtraakt?

Dat zeg ik niet, ik zeg dat de energie om omhoog te komen (voor een groot deel) uit het water zelf komt, niet andersom. Voor het omhoog klimmen ligt diffusie ten grondslag (en alle mogelijke afgeleiden daarvan).

[ Voor 4% gewijzigd door - J.W. - op 04-04-2007 14:39 ]

[Duesenberg J]

- J.W. - schreef op woensdag 04 april 2007 @ 14:36:
[...]

Dat zeg ik niet, ik zeg dat de energie om omhoog te komen (voor een groot deel) uit het water zelf komt, niet andersom. Voor het omhoog klimmen ligt diffusie ten grondslag (en alle mogelijke afgeleiden daarvan).

Dingen die omhoog gaan krijgen juist energie: Zwaarte-energie.
Het zou natuurlijk kunnen dat er warmte wordt omgezet in zwaarte-energie, maar objecten willen altijd zo weinig mogelijk zwaarte energie hebben. Daarom zie je water ook nooit in de vorm van een toren die een paar kilometer omhoog gaat, maar probeert een zee altijd zo vlak mogelijk te zijn.
Maar verder ben ik wel benieuwd hoe de kracht in elkaar steekt die ervoor zorgt dat het water naar boven de handdoek in wordt gezogen.

[- J.W. -]

Duesenberg J schreef op woensdag 04 april 2007 @ 14:48:
[...]
Dingen die omhoog gaan krijgen juist energie: Zwaarte-energie.

Mja..ze krijgen potentiele energie, maar verliezen kinetische energie, het is maar net wat je bedoelt.

Duesenberg J schreef op woensdag 04 april 2007 @ 14:48:
[...]
maar objecten willen altijd zo weinig mogelijk zwaarte energie hebben.

Dat lijkt me niet correct, hoe zou het anders ooit bovenin de handdoek komen?
Als we het over een kogel(s) hebben ben ik het met je eens, maar die hebben ook geen last van diffusie. Een gas/vloeistof zal zich altijd ordenen naar een kansverdeling (gedicteerd door externe krachten , geometrie en andere externe factoren).

[ Voor 5% gewijzigd door - J.W. - op 04-04-2007 15:08 ]

[Anoniem: 124325]

benoni schreef op woensdag 04 april 2007 @ 09:15:
[...]


Bij degene die niet goed leest


[Vortex2 schreef op dinsdag 03 april 2007 @ 18:39:
...zodra het eerste beetje water buiten de badkuip onder het waterniveau is trekt de zwaartekracht de hele badkuip leeg.]

Ik wil even hier een correctie aangeven en toelichting geven: Het water hoeft niet eerst tot het niveau van het water in de badkuip te dalen. . .ik was wat te snel op dit punt. . .zodra het water de toprand van het bad bereikt heeft zorgt de capillaire actie dat het water verder zuigt. De zwaartekracht begint dan te helpen zodat het water in de doek onder de rand sneller door de doek vloeit dan zonder zwaartekracht.

Dit houdt in dat als de doek maar een beetje onder de rand hangt boven het vloeistof niveau in het bad gaat het nog steeds druppelen en loopt het bad ook leeg.

Op dit punt verwacht ik een grensgeval. . .indien de doek maar een paar cm onder de rand hangt zal er onderaan wel een druppel vormen maar deze zal aan de doek blijven hangen en dan zou alleen extra verdamping van af de doek mee spelen.

In dit mechanisme moet je de doek niet zien als een buis omdat op alle posities op de doek er een atmosferische druk heerst. . .overal aan de oppervlakte van het water in de doek is de druk gelijk . .in wezen zou je kunnen zeggen dat het water in de doek, aan de interface tussen lucht en water, een gelijke druk heeft als het water aan het oppervlak, in het bad. . .klinkt raar he? Dat is ook zo maar omdat het water omhooggetrokken is is de potentiële energie hoger op de rand van de badkuip.

[ Voor 5% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 04-04-2007 16:37 . Reden: enige foutjes er uit gehaald ]

[DarkTemple]

Dit houdt in dat als de doek maar een beetje onder de rand hangt boven het vloeistof niveau in het bad gaat het nog steeds druppelen en loopt het bad ook leeg.

Dit kan toch niet, dan zou je energie uit niets winnen.
Je zou dan, het vloeistof in een buisje kunnen opvangen en naar het bad kunnen laten lopen, als dit boven het vloeistof niveau is. Dit zou dan blijven circuleren.

[Delerium]

DarkTemple schreef op woensdag 04 april 2007 @ 16:51:
[...]
Dit kan toch niet, dan zou je energie uit niets winnen.
Je zou dan, het vloeistof in een buisje kunnen opvangen en naar het bad kunnen laten lopen, als dit boven het vloeistof niveau is. Dit zou dan blijven circuleren.

Nee, want er zal zich direct een evenwicht instellen waardoor de badkuip weer volstroomt.

- J.W. - schreef op woensdag 04 april 2007 @ 14:36:
[...]

Dat zeg ik niet, ik zeg dat de energie om omhoog te komen (voor een groot deel) uit het water zelf komt, niet andersom. Voor het omhoog klimmen ligt diffusie ten grondslag (en alle mogelijke afgeleiden daarvan).

Capillaire werking ontstaat door een laminaire krachtenwerking op water in een zeer small buisje. Op atomaire schaal willen watermoleculen best aan dat oppervlak kleven en op atomaire schaal is boven en beneden irrelevant. Je zal water dan als dun filmpje omhoog zien gaan. Maar dat betekend dus wel dat het water liever aan de wand vastplakt dan zich onderhevig stelt aan de zwaartekracht. Het water zal dus niet zomaar loslaten, tenzij er van boven ook druk plaatsvind (de handddoek over de rand) of verdamping (kost ook energie). Het water kiest niet voor z'n lol de capillaire route en het zal dus ook niet werken bij bv Teflon-buisjes.

[- J.W. -]

ecteinascidin schreef op woensdag 04 april 2007 @ 16:58:
Capillaire werking ontstaat door een laminaire krachtenwerking op water in een zeer small buisje. Op atomaire schaal willen watermoleculen best aan dat oppervlak kleven en op atomaire schaal is boven en beneden irrelevant. Je zal water dan als dun filmpje omhoog zien gaan. Maar dat betekend dus wel dat het water liever aan de wand vastplakt dan zich onderhevig stelt aan de zwaartekracht. Het water zal dus niet zomaar loslaten, tenzij er van boven ook druk plaatsvind (de handddoek over de rand) of verdamping (kost ook energie). Het water kiest niet voor z'n lol de capillaire route en het zal dus ook niet werken bij bv Teflon-buisjes.

Ik zie de tegenspraak niet. Hoe komt die vastgeplakte molekulen op een hoger plakpunt?
Volgens mij is de drijvende kracht hierachter diffusie (het resultaat van random bewegen dat convergeert naar een evenwichtssituatie):

Een hoop molekulen zullen er weer aflazeren/zich naar beneden begeven door microscopische beweging en sommige zullen zich eventjes naar boven bewegen, enz, dit kans-spelletje gaat net zolang door tot het systeem in evenwicht is.

Als er eenmaal een stroming is dan zullen ze elkaar gaan meetrekken enzo, maar bij het omhoog kruipen is die stroming er nog niet en is het m.i. puur randomness en waarschijnlijkheid (misschien blijven ze graag plakken, maar de beweging zelf komt volgens mij door toeval).

Of mis ik iets?
---------------------------
Voorbeeld:

Bekijk een rooster van de vorm
O
O
.
.
.
O
O
In de rondjes zitten in het begin geen deeltjes, maar deeltjes kunnen wel omhoog en omlaag springen (gas of vloeistof bijvoorbeeld).

Stel we hebben N (N groot) deeltjes en die laten we los onderin en het geheel zit verbonden aan een systeem waar energie van getapt kan worden (de omgeving ofzo), maar de temperatuur is constant (de deeltjes hebben dus een gemiddelde snelheid die niet mag veranderen). In dit systeem hebben we ook zwaartekracht.

Vraag: Wat gebeurt er?

Mijn antwoord: Door de diffusie zullen de deeltjes gaan spreiden, maar de zwaarte-kracht zal er ook aan trekken wat tot een of ander evenwicht zal leiden, dit zal NIET de situatie zijn dat alles in het onderste rondje blijft, oftewel netto zijn er deeltjes omhoog gegaan, ook in het bovenste vakje is de kans dat zich daar op een bepaald tijdstip een deeltje bevindt >0, de verdeling is daar dus niet 0.

Vraag: Waarom gaat door diffusie niet m'n hele badwater de lucht in?

Mijn antwoord:
1. Je bad is een 3-dimensionaal systeem, de kans dat het zich in de 2 andere richting zal verspreiden is door de zwaartekracht is veel groter/waarschijnlijker, dit bepaald de uiteindelijke evenwichts-situatie.
2. oppervlakte spanning zorgt dat de kans daartoe veel kleiner is in die richting diffusie te hebben (beetje zelfde als 1 dus)
3. de situatie is minder goed als in de handdoek omdat je in de lucht niet kunt blijven plakken wat tot een kollom zal gaan zorgen waar diffusie op door kan gaan op het nieuw verkregene, oftewel de geometrie van de situatie is anders, wat ook tot een andere evenwicht zal zorgen, desalnietemin zal er wel diffusie zijn, maar in veel mindere mate dan in de handdoek (dus veel abruptere kansverdeling).

Kan er wel allemaal boltzman verdelingen enzo tegenaan gooien om het te kwantificeren (rooster systeem is vrij eenvoudig door te rekenen), maar mijn argumentatie moet zo duidelijk zijn. De redenatie achter het gehele bad is vast niet compleet, het gaat met vooral om het eerste voorbeeld met het rooster.

Dus mijn wedervragen:
1.a. bovenstaand proces in het 1-dimensionaal rooster is correct en zorgt voor een netto opwaartse beweging tot het in evenwicht is, right?
1.b. dit proces is van toepassing in de handdoek.

2.a Dingen als capillaire stromingen enzo zoals bij het omhoogstromen in de handdoek enzo zijn een gevolg van diffusie icm randvoorwaardes, correct? (ik heb het hier dus niet over het leeglopen van het bad ofzo, puur het omhoog bewegen van water naar hoger handdoek gebied)
2.b. zo niet, hoe werkt het omhoog bewegen wel?
3.a. zijn er belangrijkere processen die ik nu over het hoofd zie die als grondslag geen diffusie
hebben?
3.b. zo ja, welke en waarom hebben deze niks met diffusie van doen? (beetje overlap met vraag 2.b.)


Ik hoop dat mijn argumentatie goed uit de verf komt en er antwoorden op komen die ook onderbouwd worden, ook als je het er mee eens bent .

[Delerium]

Dus, als je een spelletje 4-op-een-rij speelt zal er op den duur een steentje omhoog gaan? Want dat is diffusie. Er is geen enkele reden om aan te nemen dat er bij 4-op-een-rij de steentjes vanzelf in het bord omhoog gaan. Ook niet in een badkuip dus. Maar bij de wanden van een badkuip vinden interessante dingen plaats. De wandoppervlaktes zijn in feite 4-op-een-rij-borden van enkele miljarden-miljarden vakjes. Maar ook daar gebeurt niets, want zodra een steentje goed aan het oppervlak zit dan is er nog steeds sprake van een redelijk glad oppervlak ergo er kan geen steentje op een ander steentje plakken. Het oppervlak wordt zeg maar gecoat door de vloeistof.

Die cappilaire buizen zijn een echt 4-op-een-rij bord namelijk ze hebben 2 kanten. En beide kanten plakken nogal (atomaire adhessie). Daarom kan een molucair steentje wel blijven plakken. Nu krijg je een competetie van krachten, namelijk enerzijds zwaartekracht en anderzijds die plakkracht. Indien die plakkracht groter is (en dat wordt versterkt door beide oppervlakten) dan de zwaartekracht dan is dat de drijvende kracht achter waterverspreiding. Zoals zwaartekracht een plas water op de vloer verspreid in horizontale richting (zo min mogelijk verdeling) zo zal langs een adhesief oppervlak ook de plas zich gaan vormen. Tegenintuitief want tegen de zwaartekracht in maar op atomaire schaal vinden gewoon andere processen plaats en boejuh die macroscopische krachten niet. En dan blijken atomaire interacties best groot te kunnen zijn. Hence een capilairre werking. Dat is dus geen diffusie maar gewoon een groter (plakkerig) oppervlak.
3a is dus de introductie van adhesieve krachten. En of het vanderWaals is of iets anders, dat ben ik dan ff kwijt.

[Anoniem: 124325]

DarkTemple schreef op woensdag 04 april 2007 @ 16:51:
[...]
Dit kan toch niet, dan zou je energie uit niets winnen.
Je zou dan, het vloeistof in een buisje kunnen opvangen en naar het bad kunnen laten lopen, als dit boven het vloeistof niveau is. Dit zou dan blijven circuleren.

O lieve God, wat heb ik allemaal in beweging gezet, naast een beetje water in een badkuip

Het antwoord is normaliter Nee, omdat het water niet vanzelf door het buisje naar boven kan lopen (zie een mogelijke uitzondering hieronder). Om het water door een buis naar boven te laten lopen heb je en drukverschil nodig. Met een gewoon buisje lukt dat niet.

Wel is het mogelijk om bijvoorbeeld 10 handdoeken als een versiering aan elkaar om de rand van de kuip te leggen zodat er om en om een lus aan de buitenkant zowel aan de binnenkant hangt en het aan 1 kant in het water te laten hangen. Het water zal zich dan uiteindelijk door alle 10 handdoeken zuigen en aan de onderkant van elke lus zal er een druppel vormen. Aan het uiteinde van de 10de handboek aan de binnenkant van het bad kan de tip van de handdoek niet onder het niveau van het water in de kuip liggen (voor zover er een druppel moet hangen). Als je de tip van de handboek in het water laat hangen is er uiteraard geen sprake van een stroming meer omdat de handboeken dan verzadigd raken en de situatie het zelfde zou zijn als je een slang zo zou ophangen.

Zo lang de druppels niet van de handboek afvallen hou je een evenwichtssituatie over met alleen verdamping van het water van de handdoekvezels. . .waardoor de handboek extra koud wordt. . .een ander verhaal . . .ik wil het kort houden.

Zodra er op 1 plek een lus laag genoeg is om de druppel te laten afvallen begint het water door de handboek te stromen naar de plek waar de druppels er af vallen en daar stroomt het water naar toe.

Nu word het leuk. . .

Het water dat van de handboek af druppelt weet niet of het buiten de kuip zit of er in. Dus als het losse uiteinde van de handboek binnen het bad hangt en laag genoeg zit om de druppel er af te laten vallen dan ontstaat er wel een continu stroming vanuit het bad terug naar het bad, maar dat krijg je niet voor niets. . .het water verdampt over tijd en dan wordt het niveau te laag om het proces te laten doorgaan. Ook zal afkoeling van verdamping een rol gaan spelen. . .maar de vraag over energie voor dit proces is is me nog niet duidelijk

Dit is een beetje vergelijkbaar met het haantje dat met zijn snavel in water dompelt en het er dan er weer uit trekt om vervolgens zijn snavel er weer in te dompelen.. .het proces gaat door totdat het water op is (dit is wel duidelijk).

Met de badkuip zou je in plaats van een handdoek ook een capillair buisje kunnen gebruiken. Als je dan de lengte zo kiest dat de statische druk van de water kolom kleiner is dan de capillaire druk dan kan je in principe een continu stroming veroorzaken MITS de druppel van het einde van het buisje kan afvallen. In dit geval veroorzaakt het gewicht van de druppel een zuigkracht aan het buisje. Het een en ander moet zodanig in opgezet worden dat er een druppel moet kunnen vormen en er af moet kunnen vallen. Als de lengte van het buisje te klein is wordt een druppel niet gevormde of de druppel is te klein om er af te vallen.

Het is een leuk onderwerp voor een experiment: Hoe dun moet het buisje zijn en hoe lang om het water continu in en uit het bad te laten stromen"?

Het lijkt raar maar het is gewoon fysica. Als je een gaatje in een boom prikt loopt het sap er ook uit. . .de capillaire actie zuigt het om hoog en door het gaatje stroomt het weer naar buiten en naar beneden!!!! Het precieze energie aspect heb ik nog niet helemaal door omdat dit op een dieper niveau afspeelt. Voor zover de druppels van het buisje afvallen kan je er een turbine onder zetten en er energie mee opwekken. Waar die energie vandaan komt moet ik even over gaan puzzelen.

Heel goed mogelijk is dat de adhesie van de druppel te groot is om er af te vallen als de druppel net boven het wateroppervlak hangt, dit kan een factor zijn zodat de druppel er alleen kan afvallen als het onder het waterniveau hangt.

[Anoniem: 124325]

Ik ben net een experiment begonnen met een "handdoek" in een pan met water en met een opgerold doekje dat in de keuken wordt gebruikt. Het heeft een niet erg dichte structuur.

1) 5 minuten 10 cm water opgezogen
2) 10 min. . . .13 cm
3) 20. . . . . . .14
Update
4) 50. . . . . . .18
5) 60. . . . . . .18,5 . . .moeilijk verschil te zien
6) 70. . . . . . .19 @ 20
7) 80. . . . . . .20 @ 21
Update 00:30 volgende dag:
8.) 120. . . . . .24 . . .? waar gaat dit verdomme ophouden? Het is al half 1 in de ochtend!

Oh, wel ik ben een nachtuil, dus het maakt niet uit

Update 01:45. . .
9) 190. . . . . .26 cm. . . .in een zwarte katoenen sok die ik er bij gehangen heb.

In de witte keukendoekje was het moeilijk te zien waar de watergrens zat. In het zwarte katoen is die grens als een sherpe horizontale lijn te zien en is de zuighoogte tot op +/- 1 mm goed te meten.
Nog 2 cm en het water gaat "over de rand" en weer omlaag!

Update 02:30
10) 240 . . . . .26 hier is de hoogtegrens voor het katoen.

Ik ga nu het katoen "over de rand" laten hangen maar boven het "bronwater" en kijken of het gaat druppelen en een continue stroming veroorzaakt.

Uiteraard is de zuighoogte afhankelijk van het soort materiaal. Als de doekstructuur niet erg dicht is komt het water niet zo hoog als met een dichtere structuur. Ik vermoed dat ik met het keukendoekje niet hoger kan "zuigen" dan 20 cm. Met dit soort "handoek" kan een badkuip van 40 cm diepte niet geheel leeglopen. .. je hebt er heel dure handdoeken voor nodig

Ik zal de maximale hoogte rapporteren.

Inmiddels dit gevonden:
**********************************************************
With notes on the dimension in SI units, the height h of a liquid column (m) is given by:

h=2ξcos(θ)/(ρgr)

...where:

ξ= the liquid-air surface tension (J/m² or N/m)
θ = contact angle
ρ = density of liquid (kg/m3)
g = acceleration due to gravity (m/s²)
r = radius of tube (m)
For a water-filled glass tube in air at sea level,

ξ= = 0.0728 J/m² at 20 °C
θ = 20° (0.35 rad)
ρ = 1000 kg/m3
g = 9.8 m/s²
...and so the height of the water column is given by:

h=(1,4x10^-5)/r

Thus for a 2 m wide (1 m radius) tube, the water would rise an unnoticeable 0.014 mm. However, for a 2 cm wide tube, the water would rise 1.4 mm and for a capillary tube with radius 0.1 mm, the water would rise 14 cm (about 6 inches).

http://en.wikipedia.org/wiki/Capillary_action
*******************************************************
Dit geeft een indicatie dat met 18+ cm hoogte de gemiddelde "buis" in het huis-tuin-en-keuken" doekje kleiner is dan 0,1 mm(radius). Ik denk dat het met 20 cm wel zal ophouden.

Om een badkuip van 40 cm diep geheel leeg te laten lopen moeten de buisjes een diameter hebben van 0,07 mm.

[ Voor 67% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 05-04-2007 02:36 . Reden: Update in meting en opgeven informatiebron. .weer een update in blauw :-). Laaste Update in rood. ]

[- J.W. -]

ecteinascidin schreef op woensdag 04 april 2007 @ 18:48:
Dus, als je een spelletje 4-op-een-rij speelt zal er op den duur een steentje omhoog gaan? Want dat is diffusie. Er is geen enkele reden om aan te nemen dat er bij 4-op-een-rij de steentjes vanzelf in het bord omhoog gaan.[/small]

Dat komt omdat die steentjes geen diffusie hebben (te groot).

Op moleculair niveau in een gas is dat 1-dimensionale geval dat ik schetste wél correct (in essentie).


Verder bedankt voor de uitleg, ik begrijp het nog niet helemaal, ik laat het nog even bezinken, misschien kom er nog op terug

@vortex2: interessante link over capillaire werking, die ga ik eens even doorlezen ok idee is duidelijk. Diffusie is niet een belangrijke kracht in vergelijking met de capillaire werking.

- Energiebehoud is nog onduidelijk voor mij.

[ Voor 11% gewijzigd door - J.W. - op 05-04-2007 00:23 ]

[Lustucru]

Anoniem: 124325 schreef op woensdag 04 april 2007 @ 16:29:
Ik wil even hier een correctie aangeven en toelichting geven: Het water hoeft niet eerst tot het niveau van het water in de badkuip te dalen. . .ik was wat te snel op dit punt. . .zodra het water de toprand van het bad bereikt heeft zorgt de capillaire actie dat het water verder zuigt. De zwaartekracht begint dan te helpen zodat het water in de doek onder de rand sneller door de doek vloeit dan zonder zwaartekracht.

Dit houdt in dat als de doek maar een beetje onder de rand hangt boven het vloeistof niveau in het bad gaat het nog steeds druppelen en loopt het bad ook leeg.

Ik wil het maar niet snappen. Die handdoek lijkt van bijzonder materiaal gemaakt met richtinggevoel. Aan de ene zijde werkt de capillaire kracht uitsluitend omhoog en is sterk genoeg om zoveel watertransport in werking te zetten tegen de zwaartekracht in dat de droge helft zeiknat wordt en aan de andere kant duwt hij het water naar beneden en zou nog geen druppel tegen kunnen houden. Wat gebeurt er nu als je de handdoek omdraait? Druppelt de handdoek dan zichzelf weer droog, in bad?

[Anoniem: 124325]

Lustucru schreef op donderdag 05 april 2007 @ 00:12:
[...]

Ik wil het maar niet snappen. Die handdoek lijkt van bijzonder materiaal gemaakt met richtinggevoel. Aan de ene zijde werkt de capillaire kracht uitsluitend omhoog en is sterk genoeg om zoveel watertransport in werking te zetten tegen de zwaartekracht in dat de droge helft zeiknat wordt en aan de andere kant duwt hij het water naar beneden en zou nog geen druppel tegen kunnen houden. Wat gebeurt er nu als je de handdoek omdraait? Druppelt de handdoek dan zichzelf weer droog, in bad?

In een handdoek is er niet perse een preferente richting voor de capillaire zuiging tenzij het weefsel een oneven weefstructuur heeft. Het water gaat in dit geval niet echt door buisjes maar zuigt zich langs en tussen de vezels naar de droge plek waar het water (nog) niet is. Tussen de vezels zitten dus de capillaire ruimten (cellulose vezels zijn in principe wel hol maar aan de uiteinden zijn de dicht (het water stroomt dus niet specifiek door holle buisjes maar hoofdzakelijk tussen de vezels door). Het is specifiek vanwege het feit dat katoenvezels zo goed ”zuigen” dat er handboeken van gemaakt worden! (Een handdoek gemaakt van kunststofvezels droogt niet!). Het water in het weefsel gaat alle kanten op. . . net zoals koffie op een overhemd.

Als het water in het weefsel eenmaal over de rand van de kuip gekropen is word er niet geduwd maar het water trekt zich zelf verder de droge doek in. . .omhoog, omlaag, links of rechts maakt voor het water niets uit als het om capillariteit gaat. Echter zodra het zich over de rand zuigt gaat de zwaartekracht helpen en vloeit het water gemakkelijker naar beneden dan dat het zich omhoog werkte.

Omdraaien van de handboek maakt geen enkel verschil. . .denk aan water moleculen en veronderstel even dat het een zootje huisvrouwen zijn die in een winkel een bordje zien waar UITVERKOOP op staat. . .ze vliegen er als de sodemieter op af ongeacht of ze 3 verdiepingen omhoog moeten of naar de laagste vloer in de kelder. . .niemand begrijpt waar ze de energie vandaan halen. . .

Ik ben een ervaringsdeskundige die vaak genoeg een zeiknatte badkamer vloer heeft schoon gemaakt. . . Kinderen en echtgenote snapten niets van capillaire zuiging en dachten altijd dat ik de rotzooi veroorzaakt had.

[Anoniem: 124325]

- J.W. - schreef op woensdag 04 april 2007 @ 23:58:
[...]

- Energiebehoud is nog onduidelijk voor mij.

Ik heb het ook nog niet gegrepen. Hier zijn enige links te vinden:

http://www.google.nl/sear...capillary+suction&spell=1

Het zijn er maar 274.000. . .

[ Voor 5% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 05-04-2007 02:11 ]

[Anoniem: 124325]

Het Capillaire Pomp Experiment

02 :35 5 april

De katoenen sok is over een “rand” gehangen:

Natte dompel-eind water ---> Rand = 16 cm
Los hangend eind 14 cm met een 5 cm droog stuk aan het laagste punt.
Los eind ------> water = 2 cm lucht
Tijd(min) . . . . L droge eind (cm)
0. . . . . . 5
15. . . . . 4
40. . . . . 3
75. . . . . 1,5

Hier is het goed merkbaar, zoals voorspeld was, dat het zuigen gewoon door gaat.
De vraag is of uiteindelijk er een druppel van het losse eind zal afvallen. Ik zal om ongeveer
9:00 uur het resultaat laten zien.

Nu even slapen.
8:58 uur
Zoals voorspeld werd de sok geheel nat maar druppelde niet merkbaar. Het kan zijn dat er net een druppel was afgevallen en op basis van het feit dat het 75 min. voor het water om 3,5 cm naar beden te kruipen is dat goed mogelijk. . .het zou minuten lang nemen om een nieuwe druppel te vormen. Het water niveau was wel gedaald, maar dat kan vanwege verdamping zijn. De sok heeft een relatief groot oppervlak. Tot nu toe in elk geval geen overstroming! Zoals ik zei is het wel of niet er afvallen van een druppel een zaak die van vele factoren afhangelijk is. De onderkant van een sok heeft een relatief groot oppervlak en vanwege ahesie en cohesie blijft een druppel uberhaupt al aan een materiaal dat nat kan worden hangen (wettabiliteit heet dat, dacht ik) en dat zou wel eens de oorzaak kunnen zijn dat een druppel er niet zomaar zou afvallen, misschien zelfs niet als het eind van de sok onder het vloeistog niveau daalt, buiten de bak.

Om ~9:00 uur heb ik een ander experiment opgestart:

Ik heb een langere doek dan de sok geheel nat gemaakt(ander materiaal maar ook katoen-achtig), opgerold en over de "rand" gehangen:
water-------> rand 15,5 cm
water-------> punt van doek 1,5 cm. . .onder het water niveau
water wordt op gelijk niveau gehouden
Tijd(min)...Ja/Nee: druppel valt af of niet
0. . . . . . . .Ja . . . maar doek was verzadigd. Gewoon even wachten. . . .
25. . . . . . . Ja
30 . . . . . . .Ja . . . ga nu de frekwentie berekenen. . .strobe licht is niet nodig
40 . . . . . . .Ja. . . ~30 seconden/drup. . . .0,03 Hz. De vraag nu is of dit constant blijft of afneemt.
Ik ben nog vergeten te melden dat er enig afwasmiddel in het water zit. Volgens mij zou dit de oppervlakte spanning ξ van het water iets verminderen. Het gevolg hiervan is dat de hoogte van de opzuiging kleiner wordt dan zonder toevoeging omdat h proportionaal is met ξ. Aan de andere kant zou een druppel gemakkelijker van de onderkant van het weefsel moeten kunnen afvallen omdat de druppel minder sterk een bol gaat vormen. . . .maar. . . niet alles in een experiment is zomaar te beredeneren zonder alles te overwegen. . .vanwege de lagere oppervlakte spanning is de bolvorming voor de druppel ook minder sterk en zal de druppel er eerder afvallen als het kleiner is. . . .wat ben ik eigenlijk begonnen? Ik moet zo meteen weg, dus even kijken of er iets te tellen is:
60 . . . . . . Ja. . . ~50 sec . . . 0,2 Hz. . .dus een merkbare vertraging van het druppelen. Meting gedaan door gewoon aftellen. Niet erg nauwkerig maar goed genoeg. Hmmm, wie weet stopt het kreng wel.

Ik zal later reageren op Trias zijn gedachten hieronder als het experiment een halve dag gelopen heeft. Ik moet nu de benen nemen ander mis ik mijn target. Vanavond ben ik weer terug.

[ Voor 79% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 05-04-2007 10:17 . Reden: Update in rood. Na 9:00 Data/commentaar in blauw. ]

[Anoniem: 8386]

Interessant experiment.

Geheel onbelemmerd door specifieke kennis van capilaire werking (of zoals vortex2 terecht opmerkte het vergelijkbare effect dat optreed in een handdoek doordat water aan het oppervlakte kleeft) zegt mijn fysische intuitie dat de sok niet gaat druppelen.

De eerste reden die ik hiervoor zie is de door DarkTemple op gemerkte perpetuum mobile die dit zou impliceren. Aangezien de wetten waar de hier besproken effect gewoon tijdstranslatie symmetrie vertonen, zou dit zich niet voor moeten doen.

Maar laten we eens kijken of we iets zinnigs kunnen zeggen. Vanuit een energie oogpunt treedt capilaire werking waarschijnlijk op omdat de energie van een met water gevulde buis kleiner is dan die van de lege buis en het water los. (Of in het geval van de handdoek: een natte handdoek heeft minder energie dan een droge) Kennelijk is dat energie verschil in het geval van een handdoek dermate groot dat het energetisch gunstig is voor het water om tegen de zwaartekracht in in de hand te gaan zitten.

(Uit het experiment van vortex2 lijkt tot nu toe te blijken dat afhankelijk van het materiaal er een maximale hoogte is tot waar het water komt. In het geval van een buis is dit makelijk te verklaren door te kijken naar de druk in de buis. Het is mij niet duidelijk dat een zelfde argument opgaat voor een handdoek. Waarschijnlijk speelt in de handdoek de cohesie van het water ook een rol in dit effect.)

Nu, zou de handdoek gaan druppelen? Energetisch lijkt me dit onwaarschijnlijk. Lustucru zij dit eigenlijk al: De situatie is symmetrisch, dus als het in het bad energetisch gunstig voor het water is om in de handdoek te kruipen, dan zal het over de bad rand niet opeens energetisch gunstig worden voor het water om de handdoek te gaan verlaten. (Dat zou alleen zo zijn als er een bepaalde stuwende werking van het water uit ging en ik zie nog niet waar die vandaan zou moeten komen.)

Dus mijn voorspelling is: geen druppels. (wel zullen zien of de praktijk het eens gaat zijn met de theorie )

Ik doe trouwens een voorstel voor een vervolg experiment:

Als de sok niet gaat druppelen maar wel helemaal nat wordt, vul dan de pan of emmer bij met wat extra water. Mijn intuitie zegt dat deze verstoring van het evenwicht wel eens zou kunnen lijden tot dat er wat druppels uit de sok gaan komen. (Dit hoeven er niet per se heel veel te zijn.)

[- J.W. -]

@vortex2: goed bezig

[ Voor 87% gewijzigd door - J.W. - op 05-04-2007 09:54 ]

[CodeCaster]

Herhaal het sok-experiment eens met een geperforeerde slang, dan zul je hetzelfde resultaat zien.

[Delerium]

Anoniem: 8386 schreef op donderdag 05 april 2007 @ 08:43:
Nu, zou de handdoek gaan druppelen? Energetisch lijkt me dit onwaarschijnlijk.

Ik weet dat zozeer nog niet. Waarom zou de doek niet gaan druppelen? Zwaartekracht is namelijk gewoon aanwezig en er kan zich prima een evenwicht instellen tussen de adhesieve en de zwaartekrachten. De grap is wel dat de zwaartekracht aflopend is want eenmaal als druppel onderweg is het klaar.

Maar uiteraard is een PM niet mogelijk want de energieboekhouding geeft nergens winst. En er zit vast een energieverliespost in die we vergeten zijn.

[Lustucru]

ecteinascidin schreef op donderdag 05 april 2007 @ 10:02:
[...]

Ik weet dat zozeer nog niet. Waarom zou de doek niet gaan druppelen? Zwaartekracht is namelijk gewoon aanwezig en er kan zich prima een evenwicht instellen tussen de adhesieve en de zwaartekrachten. De grap is wel dat de zwaartekracht aflopend is want eenmaal als druppel onderweg is het klaar.

Maar uiteraard is een PM niet mogelijk want de energieboekhouding geeft nergens winst. En er zit vast een energieverliespost in die we vergeten zijn.

Omdat dezelfde zwaartekracht ook aan de andere kant werkt?
Als er defacto een neerwaartse stroom optreedt in de kant die over de badrand hangt, zou dezelfde neerwaartse stroom ook moeten plaatsvinden in de kant die in het bad hangt, ofanders gezegd, als de capillaire werking dermate groot is dat er watertransport omhoog zou zijn boven het bad, dan zou die druppel, op het moment dat hij zich vormt, linea recta weer omhoog gezogen moeten worden.

maar ik wacht de experimenten van Vortex met spanning af. Lukt het wel een bad met een handdoek leeg te hevelen dan sta ik volslagen verbijsterd.

[Anoniem: 124325]

CodeCaster schreef op donderdag 05 april 2007 @ 09:55:
Herhaal het sok-experiment eens met een geperforeerde slang, dan zul je hetzelfde resultaat zien.

Dan moet het wel een capillaire slang zijn met microgaatjes, anders lukt het zeker niet.
Wat een ouwe sok al niet kan he?

[CodeCaster]

Nee, gewoon een tuinslang met gaatjes. Zodat het water in de slang niet het water uit de vollere emmer kan trekken, maar lucht aanzuigt via de gaatjes en terugvalt in de emmer. Net zoals met de sok

[Anoniem: 124325]

Vervolg van de test: 18:50 uur.

Om 18:30 kwam ik thuis en het druppen ging vrolijk door. Ik had de kraan op een kier gezet zodat het reservoir de gehele dag een constant niveau had. Ik ga even verder met het datalijstje van het vorige verslag. Deze keer heb ik de druppel period met een klok getest. We zitten nu 9 uur na de laatste periode( in seconden)

Tijd(min)...Ja/Nee: druppel valt af of niet
0. . . . . . . .Ja . . . maar doek was verzadigd. Gewoon even wachten. . . .
25. . . . . . . Ja
30 . . . . . . .Ja . . . ga nu de frequentie berekenen. . .strobe licht is niet nodig
40 . . . . . . .Ja. . . ~30 seconden/drup. . . .0,03 Hz. De vraag nu is of dit constant blijft of afneemt.

Hele dag gedrupt. . .periode in nu gestabiliseerd:
540 . . . . . .Ja. . . . 57 seconden. . . .0,018 Hz.

Merk op dat met deze test de druppel-positie 12 mm onder het water niveau is. Eerst had ik dit ruw gemeten en het op 1,5 cm gemeld.

Ik ga nu het opgerolde doekje even iets hoger hangen zodat het gelijk hangt met het water niveau en op nieuw de test uitvoeren. Het water in de gehele dag ververst door een kleine overloop dus er zit geen of nagenoeg geen wasmiddel meer in. . . op een paar moleculen na dan.. Voor de zekerheid heb ik het reservoir nog goed doorgespoeld zodat er alleen Nieuwegein's kraanwater in zit

OK, het puntje van de doek hangt nu precies gelijk met het water niveau. . .voor zover ik het kan meten zeker binnen een mm nauwkeurig. . .dus +/- 0,5 mm. Even laten stabiliseren en dan gaan meten:
Het is nu precies 19:22
Tijd(min)...Ja/Nee: druppel valt af of niet
0. . . . . . . .Ja. . . .15 seconden. . . maar de situatie is nog niet gestabiliseerd
5. . . . . . . Nee. . .Het weefsel is wel helemaal verzadigd aan de tip maar er vormt geen druppel. Zo dra je het weefsel aanraakt vormt er zich een druppeltje op de vinger en dat blijft aan de vinger plakken als je het weg trekt.
10 . . . . . .Nee. . .nog geen druppel gevormd!

Ik had verwacht dat de druppel wel zou vormen. Kennelijk is de adhesie/oppervlakte spanning sterk genoeg om te voorkomen dat de druppel vormt.

Het experiment is ten einde
Het losse uiteinde van de doek moet dus wel net onder het wateroppervlak blijven om de stroming tot stand te brengen. Voor zover is mijn aanvankelijk stelling dat het druppelen doorgaat als het uiteinde van de handdoek ook boven het waterniveau hangt onjuist. Ik vraag nu af waarom ik vanuit mijn ervaring stelde dat de stroming ook dan door zou gaan.

Ik ga even terug naar de observatie dat als ik het uiteinde van het verzadigde weefstel aanraakte er direct een druppeltje op de vinger vormde. Misschien ligt daar een clue: is het misschien zo als het uiteinde van het doekje tegen de zijkant van de badkuip aan hangt dat het water dan zich, vanwege adhesie, aan de wand van de badkuip plakt en deze wand ziet als een pad naar een lager energieniveau?

Als je ziet hoe druppels water zich op een horizontaal vlak nogal ver kunnenuitspreiden als dat vlak "nat" kan worden dan is dat mogelijkerwijs een mechanisme voor het water om langs de wand van de badkuip verder naar beneden te stromen. Op een horizontaal vlak dat niet nat kan worden vormen de waterdruppels bolletjes, als de druppels klein zijn.

Ik laat deze gedachte verder even "pruttelen" en misschien met een nieuw experiment eventuele conclusies testen.

[ Voor 34% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 05-04-2007 20:26 . Reden: Test data en conclusie tiegevoegd. ]

[Anoniem: 8386]

Anoniem: 124325 schreef op donderdag 05 april 2007 @ 19:22:
Vervolg van de test: 18:50 uur.

[test resultaten]

OK, ik geloof dat ik de proef opstelling verkeerd begrepen had. Ik ging er tot dus ver vanuit dat de punt van de doek/sok aan de buitenkant boven het waterniveau hing. Als deze er onderhangt is er volgens mij geen energetisch bezwaar tegen druppelen. Zowel het PM argument als het symmetrie argument gaan dan niet langer op. Wat maar goed ook is anders, zou het druppel resultaat best storend zijn.

[Anoniem: 124325]

CodeCaster schreef op donderdag 05 april 2007 @ 19:02:
Nee, gewoon een tuinslang met gaatjes. Zodat het water in de slang niet het water uit de vollere emmer kan trekken, maar lucht aanzuigt via de gaatjes en terugvalt in de emmer. Net zoals met de sok

Ik begrijp je niet.

Een stuk weefsel zuigt geen lucht aan. . .het zuigt water of een andere vloeistof aan. Een katoenen sok zuigt het water ongeveer 25 cm omhoog. Het experiment toont de theorie aan: als het weefsel op minder dan 25 cm hoogte over een "rand" gehangen wordt zuigt het water zich eerst naar boven en dan over de rand naar beneden en wordt daar door de zwaartekracht geholpen. Het losse uiteinde van het weefsel raakt volledig verzadigd met water en blijft verzadigd. Als het losse eind buiten het reservoir hangt onder het water niveau dan gaat het water uit het reservoir stromen.

Zo kan je dus een badkuip leeg laten lopen als het ondergedompelde eind tot op de boden van de badkuip reikt en het losse eind tot net onder de boden van de kuip hangt.

Met een tuinslang met gaatjes lukt dat niet.

[Anoniem: 124325]

Badkuip Loopt Leeg

Vraagstuk opgelost

Ik heb nog even zitten denken over het leeglopen van een bad als er een handdoek over de rand hangt maar niet onder het waterniveau in het bad. Als een waterdruppel op een horizontaal vlak een bolletje vormt en je raakt het aan met bijvoorbeeld een lucifer die in zeep gedoopt is dan vloeit het bolletje opeens alle richtingen uit omdat de oppervlaktespanning sterk verlaagd word door de zeep.. . .Het water hecht zich opeens aan het horizontale vlak en vloeit horizontaal weg!

Met de situatie van het vorige experiment dacht ik dit te kunnen testen.

Ik nam een mes met een beetje afwasmiddel er op en water zodat het "schoon en nat" was en hield het blad van het mes verticaal en raakte het puntje van de doek net aan . . .geloof het of niet. . .het water begon opeens hard uit de doek te stromen. . .nog veel harder dan ik verwacht had.

Het contact met de "wand" vormde inderdaad een pad voor het water naar beneden en het vormde een duidelijk stromend "riviertje".

OK, de punt van de doek was nog op het niveau van het water in het reservoir. Vervolgens heb ik de doek 5 cm omhoog gebracht en de test herhaald: weer ontstond er een stromend riviertje!

Ten laatste de doek 10 cm boven het water gehangen:

Ook nu vloeide het water langs het mes naar beneden!

Dat is dus een ander mechanisme waardoor de badkuip “leeg” kan lopen dan als de doek los hangt en onder het waternieveau hangt. . . uiteraard alleen tot op een punt dat het water niet meer opgezogen kan worden. . .dus tot de maximale zuighoogte voor een bepaald handdoek. Even verder over het euvel gedacht:
Het euvel met de handdoek gebeurd doorgaans als het baden klaar is en de handdoek reeds nat is als het soms op en over de rand van het bad gegooid word. . .en raad eens: wat zit er normaliter in gebruikt badwater? . . . Zeep en/of shampoo!. . . waardoor het water gemakkelijk de wand “nat” maakt zodat het gemakkelijker dan met vers water naar beneden kan stromen!

Door deze samenloop van omstandigheden is het dus mogelijk om het bad gedeeltelijk leeg te laten lopen met een handdoek als het einde van de doek boven het waterniveau tegen de buitenwand van de kuip hangt.

[ Voor 6% gewijzigd door Anoniem: 124325 op 05-04-2007 21:39 ]

[Anoniem: 8386]

Anoniem: 124325 schreef op donderdag 05 april 2007 @ 21:33:
Badkuip Loopt Leeg

Werkt dat ook als de badkamer vloer hoger licht dan het waternivea in het bad? (Dus een bad dat verzonken ligt in de vloer.)

[atjong]

Anoniem: 124325 schreef op woensdag 04 april 2007 @ 23:02:
Ik ben net een experiment begonnen met een "handdoek" in een pan met water en met een opgerold doekje dat in de keuken wordt gebruikt. Het heeft een niet erg dichte structuur.

Waar blijven de foto's?
Leuke tests, Vortex2!

[Anoniem: 124325]

Anoniem: 8386 schreef op vrijdag 06 april 2007 @ 09:15:
[...]
Werkt dat ook als de badkamer vloer hoger licht dan het waternivea in het bad? (Dus een bad dat verzonken ligt in de vloer.)

Voor zover het verschil in hoogte niet een maximum overschrijdt zal dit dus werken met de doek tegen de kuipwand. . . voor zover de kuipwand niet waterafstotend is!

Indien "kuipwand" poreus is zal het water er als een spons intrekken. . .maar dat zal wel duidelijk zijn.

Overigens, ik heb dit laatste experiment niet uitputtend uitgevoerd. Als je dit met een badkuip gaat proberen zal het wegvloeien van het water langs de wand misschien veel minder snel gaan dan in mijn experiment (of niet tot stand komen). . .vergeet niet dat ik het experiment uitvoerde vanuit een verzadigde doek. As je dan in eerste instantie en klein stroompje water krijgt zal dit afnemen naar de snelheid waarmee het water zich over de rand kan zuigen, voor zover in dat geval de wand "schoon" genoeg is om "nat" te kunnen worden. Uiteraard hoe meer hoogteverschil er is zal het proces ook onder ideale omstandigheden stoppen.

[Anoniem: 124325]

atjong schreef op vrijdag 06 april 2007 @ 13:17:
[...]


Waar blijven de foto's?
Leuke tests, Vortex2!

Sorry, geen pics.
Iedereen die ik ontmoet loopt met digitale cameras te sjouwen. . .now ja, sjouwen is het tegenwoordig ook al niet meer. . .Ik heb een Pentax ES uit het jaar 1975. . .dacht ik. Maakt mooie fotos trouwens. Op dit digitale gebied en o.a. ben ik een kluns

[iceheart]

Anoniem: 8386 schreef op donderdag 05 april 2007 @ 08:43:
...
Dus mijn voorspelling is: geen druppels. (wel zullen zien of de praktijk het eens gaat zijn met de theorie )
...

toegevoegde voorwaarde: de kolom aan de "val" kant moet langer zijn dan die aan de "zuig" kant.

ongelijke zwaartekracht>drupjes

of denk ik nou te simpel?