Start Mechanik Gase und Flüssigkeiten

Gase und Flüssigkeiten

Hydraulischer Wagenheber

Wie funktioniert ein hydraulischer Wagenheber: Pascalsches Gesetz

Ein hydraulischer Wagenheber beruht auf dem Pascalschen Gesetz, das besagt, dass der Druck in Flüssigkeiten in alle Richtungen gleichermaßen wirkt. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was besagt das...
Einfluss der Gefäßform auf den hydrostatischen Druck

Druck in Flüssigkeiten (hydrostatischer Druck)

Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wodurch kommt der hydrostatische Druck in Flüssigkeiten zustande?Von welchen Größen hängt der hydrostatische Druck ab?Was versteht man unter dem hydrostatischen Paradoxon?Wodurch zeichnen...
Venturi-Rohr (Venturi-Düse)

Bernoulli-Effekt (Venturi-Effekt)

Als Bernoulli-Effekt bezeichnet man die Abnahme des (statischen) Drucks in strömenden Fluiden mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie...
Schichten der Atmosphäre

Herleitung der barometrische Höhenformel (isotherme Atmospäre)

Die barometrische Höhenformel beschreibt die Abnahme des Luftdrucks mit zunehmender Höhe. Ohne Einfluss der Temperaturabnahme nimmt der Luftdruck pro 100 Meter Höhe um etwa 1,2 % ab. Mehr Informationen hierzu und...
Heißluftballon

Wie funktioniert ein Heißluftballon: Auftrieb in Gasen

Auftriebskräfte wirken nicht nur in Flüssigkeiten, sondern auch in Gasen. Am Beispiel eines Heißluftballons soll dies im Folgenden verdeutlicht werden. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie kann das...
Druckdifferenz als Antrieb für Strömungen

Herleitung Hagen-Poiseuille-Gesetz für Rohrströmungen mit Reibung

Das Hagen-Poiseuille-Gesetz beschreibt das parabelförmige Geschwindigkeitsprofil von reibungsbehafteten, laminaren Rohrströmungen von inkompressiblen, newtonschen Fluiden. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie lautet...
Wasserturm

Anwendungen und Beispiele des hydrostatischen Drucks

Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Welche Eigenschaft des hydrostatischen Drucks konnte Pascal mit seinem Fassversuch demonstrieren?Wie ändert sich der druck mit zunehmender WassertiefeWas sind kommunizierende Röhren?Wie funktionieren...
Befüllen eines höher gelegenen Pools

Aufgaben und Lösungen zur Bernoulli-Gleichung

In diesem Artikel sind ausgewählte Aufgaben mit Lösungen für die Anwendung der Bernoulli-Gleichung gegeben. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was versteht man unter der Freistrahlbedingung?Was besagt das Gesetz...
Widerstandsbeiwerte verschiedener Körper

Widerstandsbeiwert (Reibungsbeiwert und Druckbeiwert)

Widerstandsbeiwerte sind dimensionslose Ähnlichkeitskenngrößen zur Beschreibung des Widerstandes von umströmten Körpern. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Welche Arten von Widerständen...
Druck auf eine ebene Oberfläche

Druck in Gasen

Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wodurch kommt der Druck in Gasen zustande?Wie lautet die Umrechnung der Einheit bar in die Einheit Pascal?Was versteht man unter Überdruck,...
Trinkhalm in einem Glas mit Wasser

Wie funktioniert das Trinken mit einem Trinkhalm?

Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie funktioniert das Trinken mit einem Trinkhalm aus physikalischer Sicht?Welche Rolle spielt der Umgebungsdruck beim Saugprinzip?Weshalb existiert eine maximale Saughöhe?Wovon hängt die...
Geodätische Förderhöhe (Saughöhe und Druckhöhe)

Förderhöhe und Verlusthöhe

Als Verlusthöhe bezeichnet man den Verlust an Energie einer strömenden Fluidmenge, bezogen auf die Gewichtskraft der Fluidmenge. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden...
Definition des Wärmeübergangskoeffizienten für konvektiven Wärmetransport

Wärmeübergangskoeffizient für Konvektion

Der Wärmeübergangskoeffizient beschreibt den konvektiven Wärmeübergang von einem Festkörper auf ein strömendes Fluid und umgekehrt! Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen:...
Konvektive Wärmeübertragung an einer flachen Platte mit laminar-turbulenter Strömung

Berechnung der Nusselt-Zahlen für erzwungene Strömungen über Platten und in Rohren

In diesem Artikel finden Sie Formeln zur Berechnung der lokalen und mittleren Nusselt-Zahlen für erzwungene Strömungen über Platten und in Rohren mit kreisförmigem Querschnitt. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die...
Veranschaulichung des Saug-Heber-Prinzips

Saugheber

Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie funktioniert ein Saugheber?Welche Höhe bis zum Scheitelpunkt des Schlauches kann maximal überwunden werden?Weshalb widerspricht der Saugheber nicht dem Energieerhaltungssatz? Einleitung Möchte man bspw....
Containerschiff

Warum schwimmen Schiffe: Auftrieb in Flüssigkeiten

Als Auftrieb bezeichnet man die entgegen der Schwerkraft gerichtete Kraft, die ein Körper beim Eintauchen in ein Fluid (Flüssigkeit oder Gas) erfährt. Mehr Informationen wie die Auftriebskraft zustande kommt, finden Sie...
Herleitung der Bernoulli-Gleichung anhand einer Strömung in einer Rohrleitung

Herleitung der Bernoulli-Gleichung

Die Bernoulli-Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen statischem, dynamischem und hydrostatischem Druck für nicht-viskose und inkompressible Fluide. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden...
Bahnlinie (Bahnkurve) eines Papierschiffs in einem stationär strömenden Gewässer

Stromlinien, Bahnlinien, Streichlinien und Zeitlinien

Um die Strömung von Fluiden zu veranschaulichen, d.h. sichtbar zu machen, nutzt man häufig das Modell der Stromlinien, Bahnlinien, Streichlinien oder der Zeitlinien. Erfahre hier mehr zu Unterscheidung dieser Linien. Dieser Artikel...
Trockenadiabatischer und feuchtadiabatischer Temperaturgradient

Herleitung der erweiterten barometrischen Höhenformel (adiabatische Atmosphäre)

Die erweiterte barometrische Höhenformel berücksichtigt die Temperaturabnahme mit zunehmender Höhe und die damit verbundenen Auswirkungen auf den Luftdruck. Mehr Informationen und die Herleitung hierzu finden sich in diesem Artikel. Dieser Artikel liefert...
Turbulatoren an der Tragfläche eines Flugzeuges zur Erzeugung einer turbulenten Umströmung

Grenzschichtablösung (Strömungsabriss)

Bei einer Grenzschichtablösung (Strömungsabriss) kann die Strömung der Kontur des umströmten Körpers nicht mehr folgen und löst sich turbulent von dieser ab. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert...
Aufbau eines Rotations-Viskosimeters

Experimentelle Bestimmung der Viskosität (Viskosimetrie)

Als Viskosimetrie bezeichnet man die experimentelle Bestimmung der Viskosität (Zähigkeit) von Flüssigkeiten und Gasen. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was...
Kreiselpumpe

Wie funktioniert eine Kreiselpumpe?

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Kreiselpumpen sind vielseitig einsetzbare Pumpen, bei denen die Druckerhöhung durch Zentrifugalkräfte zustande kommt. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber wie eine Kreiselpumpe funktioniert. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden...
Prandtl-Rohr (Staudrucksonde)

Prandtlsche Staurohr (Prandtl Rohr)

Das Prandtl-Rohr dient der Messung des dynamischen Drucks. Hieraus kann die Strömungsgeschwindigkeit relativ zum Staurohr bestimmt werden. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die...
Einfluss der hydrodynamischen und thermischen Grenzschicht auf den konvektiven Wärmeübergang

Nusselt-Zahl zur Beschreibung konvektiver Wärmeübergänge

Die Nusselt-Zahl ist eine dimensionslose Ähnlichkeitskenngröße zur Beschreibung des konvektiven Wärmeübergangs, unabhängig der Größe des Systems. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen:...
Beschleunigung der Luft beim Umströmen einer Tragfläche und die damit verbundene Druckabnahme

Strömungswiderstand (Reibungswiderstand & Druckwiderstand)

Als Strömungswiderstand bezeichnet man die Widerstandskraft, die ein bewegter Körper in einem Fluid durch Reibungskräfte und Druckkräfte erfährt. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die...
Konvektiver Wärmetransport zwischen einem erwärmten Rohr und einem hindurch strömenden Fluid

Prandtl-Zahl

Die Prandtl-Zahl ist eine dimensionslose Ähnlichkeitskenngröße zur Beschreibung des Wärme- und Impulstransports. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie ist die...
Zusammendrücken einer Reißzwecke zwischen zwei Fingern

Druck

Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Welche physikalische Eigenschaft beschreibt der Druck?In welcher Eigenschaft hinsichtlich der Kraftwirkung unterscheidet sich der Auflagedruck von einem Gasdruck bzw. Flüssigkeitsdruck?Wie berechnet...
Geschwindigkeitsgradienten in einer laminaren und turbulenten Grenzschicht

Hydrodynamische Grenzschicht

Die hydrodynamische Grenzschicht einer Strömung beeinflusst den Wärme- und Stofftransport entscheidend. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was versteht man...

Beispiele und Anwendungen des Bernoulli-Effekts

Erfahren Sie in diesem Artikel mehr über Beispiele und technische Anwendungen des Bernoulli-Effektes. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie kommt der Auftrieb an Tragflächen zustande?Warum schlagen Türen bei...
Moody-Diagramm zur Bestimmung der Rohrreibungszahl in Abhängigkeit der Reynoldszahl

Moody-Diagramm

Das Moody-Diagramm ist eine graphische Darstellung der Rohrreibungszahl in Abhängigkeit der Reynolds-Zahl für ausgewählte Rauigkeiten der Rohrwand. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Druckverlust Im Artikel Druckverlust in Rohrsystemen (Rohrreibungszahl) wurde auf...
Flettner-Rotor an einem Schiff

Magnus-Effekt

Als Magnus-Effekt bezeichnet man die seitlich wirkende Kraft auf rotierende runde Körper in einer Strömung! Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was...
Divergenz eines Vektorfeldes als Maß für die Quellstärke

Herleitung der Kontinuitätsgleichung (Massenerhaltung)

Als Kontinuitätsgleichung bezeichnet man in der Strömungsmechanik die Gleichung zur Bilanzierung von Masseströmen und die damit verbundene Änderung der Dichte (Massenerhaltung). Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem...
Fluidelement auf einer gekrümmten Stromlinie

Bewegungsgleichung eines Fluids auf einer Stromlinie

In diesem Artikel möchten wir die Bewegungsgleichung eines Fluidelements auf einer Stromlinie herleiten. Hierzu beschreiben wir einem die Bewegungsgleichung in Richtung der Stromlinie und einem senkrecht dazu. Dieser Artikel liefert unter...
Definition of the thermal boundary layer (temperature boundary layer)

Thermische Grenzschicht und Konzentrationsgrenzschicht

Neben der hydrodynamischen Grenzschicht beeinflusst auch die thermische Grenzschicht und die Konzentrationsgrenzschicht den gesamten Wärme- und Stofftransport einer Strömung entscheidend. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem...
Aufteilung des Druckabfalls auf verschiedene Ursachen

Energetische Betrachtung des Hagen-Poiseuille-Gesetzes

Das Hagen-Poiseuille-Gesetz zur Beschreibung des parabolischen Geschwindigkeitsprofils gilt aus energetischen Gründen nur für lange Rohr; bei kurzen Rohren kann die hierfür benötigte Energie nicht aufgebracht werden! Erfahre in diesem Artikel mehr...
Normal- und Schubspannungen des viskosen Spannungstensors

Herleitung der Navier-Stokes-Gleichungen

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Die Navier-Stokes-Gleichungen dienen der Beschreibung von viskosen Strömungen. Erfahre in diesem Artikel mehr über die Herleitung dieser Gleichung. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie leitet sich die Navier-Stokes-Gleichung...
Druckkraft auf ein Fluidelement entlang der x-Richtung

Herleitung der Euler-Gleichung (Impulserhaltung)

Die Euler-Gleichung dient der Beschreibung von reibungsfreien, instationären Strömungen mit kompressiblen und inkompressiblen Fluiden. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie leitet sich...
Hydrodynamische Grenzschicht, thermische Grenzschicht und Konzentrationsgrenzschicht

Dimensionslose Kennzahlen der Grenzschichten (Prandtl-Zahl, Schmidt-Zahl, Lewis-Zahl)

Zur Beschreibung des Wärme- und Stofftransports führt man dimensionslose Kennzahlen ein, um die Transportvorgänge innerhalb der Grenzschichten zu beschreiben. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem...
Impulsaustausch als Ursache der Viskosität von idealen Gasen

Viskosität eines idealen Gases

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Die Viskosität von (idealen) Gasen beruht auf dem Impulstransport aufgrund von Diffusionsprozesse zwischen den einzelnen Fluidschichten. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie...
Schmidt-Zahl als Maß für das Verhältnis der Dicken von hydrodynamischer Grenzschicht und der Konzentrationsgrenzschicht

Schmidt-Zahl

Die Schmidt-Zahl ist eine dimensionslose Ähnlichkeitskenngröße zur Beschreibung des Stoff- und Impulstransports. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr zu diesem Thema. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was...
Vollständig laminare Umströmung einer Kugel

Umströmung kugelförmiger Körper (Stokes’sche Reibungsgesetz)

Das Stokes'sche Reibungsgesetz beschreibt den Strömungswiderstand auf einen kugelförmigen Körper, der laminar umströmt wird. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Wie lässt...
Lewis-Zahl als Maß für das Verhältnis der Dicken von thermischer Grenzschicht und Konzentrationsgrenzschicht

Lewis-Zahl

Die Lewis-Zahl ist eine dimensionslose Ähnlichkeitskenngröße zur Beschreibung des Wärme- und Stofftransports. Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber. Dieser Artikel liefert unter anderem Antworten auf die folgenden Fragen: Was beschreibt die...
Warum kocht Wasser in großen Höhen bereits bei geringeren Temperaturen?

Warum kocht Wasser in großen Höhen früher?

Aufgrund des geringeren Drucks sinkt der Siedepunkt des Wassers und das Wasser kocht in großen Höhen früher. Erfahren in diesem Artikel mehr darüber. Kochen auf dem Mount Everest Mit zunehmender Höhe über dem...
Goldbarren und Krone

Das archimedische Prinzip des Auftriebs (Krone des Archimedes)

Das archimedische Prinzip besagt, dass die Auftriebskraft eines Körpers der Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit entspricht. Erfahre in diesem Artikel mehr darüber. Die Geschichte um die Krone des Archimedes ist der Überlieferung nach...