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AUFGABENÜBERSICHT

2. Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen


1.Die Luft in einem Autoreifen hat einen Druck von 4 bar. Die Luft in einem größeren Reifen hat einen Druck von 2 bar. Die beiden Reifen werden durch einen Schlauch miteinander verbunden.
(a) Beschreibe und begründe was passiert.
(b) In welchem Reifen ist der Druck der Luft am Ende höher?
(c) Welcher Reifen enthält am Ende mehr Luft?
(d) Ist der Druck im kleinen Reifen am Ende größer oder kleiner als 3 bar? Begründung.


Lösung:

(a) Luft strömt vom kleinen Reifen (höherer Druck) in den großen (niedrigerer Druck).
(b) Der Druck ist in beiden Reifen gleich.
(c) Der größere Reifen enthält mehr Luft, weil der Druck derselbe ist wie im kleineren, sein Volumen aber größer ist.
(d) Der Druck am Ende ist kleiner als der Mittelwert von 2 bar und 4 bar, d.h. kleiner als 3 bar. Er wäre 3 bar, wenn die Reifen das gleich Volumen hätten.


2. In einem Schlauch strömt Wasser. Beschreibe ein Verfahren, mit dem Du die zugehörige Wasserstromstärke bestimmen kannst.

3. Im Unterricht wurde ein Experiment durchgeführt, das gezeigt hat, dass der Druck in einem langen Schlauch in Fließrichtung immer kleiner wird.
Skizziere das Experiment und beschreibe, was zu sehen war.


4. Im Praktikum zur Elektrizitätslehre wurde ein Lämpchen zum Leuchten gebracht.
(a) Verdeutliche durch eine Skizze, wie man das Lämpchen an eine Batterie anschließen muss.
(b) Ergänze und begründe danach die Aussage: Der Turbine in einem Wasserstromkreis entspricht in einem elektrischen Stromkreis ................................. .
(c)Erkläre die folgende Aussage: Eine elektrische Leitung enthält von Natur aus Elektrizität; sie kann nicht „leer“ sein.


5. Wasser fließt durch ein 6 Meter langes Rohr von A nach D. Der Wasserdruck beträgt bei A 5 bar und bei D 2 bar.
(a) Vergleiche die Strömungsgeschwindigkeiten des Wassers bei M und D miteinander.
(b) Vergleiche die Wasserstromstärken am Anfang A, in der Mitte M und am Ende D miteinander.
(c) Vergleiche den Widerstand des Leitungsabschnitts AB mit dem Widerstand des Abschnitts BC.
(d) Vergleiche den Druckunterschied zwischen B und C mit dem Druckunterschied zwischen C und D.


Lösung:

(a) Bei M ist die Strömungsgeschwindigkeit kleiner als bei D.
(b) Die Stromstärken sind bei A, M und D gleich.
(c) Der Widerstand von AB ist größer als der von BC, denn die Längen der Rohrabschnitte sind gleich, die Querschnittsfläche von BC ist aber größer als die von AB.
(d) Der Druckunterschied zwischen Bund C ist kleiner als der zwischen C und D, denn für die gleiche Stromstärke wird im Rohrstück BC ein kleinerer Antrieb gebraucht als im Rohrstück CD.


 
 

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