Druk op een luchtbel in water

[High-Voltage]

even opmerken: oppervlaktespanning werd bij deze berekening verwaarloosd. Of dit verwaarloosbaar is hangt af van de grootte van het belletje.

Dan moet je ook niet zomaar het volume van een bol nemen, want als je een voldoende grote bel hebt gaat hij ook niet meer perfect bolvormig zijn (een bel is trouwens nooit perfect bolvormig onder water, hoe komdat dat eigenlijk?).

[Jan van de Velde]

(een bel is trouwens nooit perfect bolvormig onder water, hoe komt dat eigenlijk?).

Tja, die bel hangt niet stil, maar beweegt. Dat brengt een heel spel van krachten op gang, waarvan vele groter dan die oppervlaktespanning die als energetisch gunstigste situatie in een bol resulteert. Wordt een lang topic, denk ik, als we dat allemaal "boven water" moeten zien te krijgen.

[eendavid]

Het hangt er allemaal vanaf wat je interesses zijn, maar je hebt gelijk dat dit ook gevolgen kan hebben (zij het enkel langs de oppervlaktespanning om!). Als een bel zich voldoende ver van wanden of andere bellen bevindt, en zich niet in een gravitatieveld bevindt, is haar evenwichtstoestand een bolvorm. Maar dat zegt natuurlijk niets over de toestand van de bel. Er kunnen beloscillaties optreden, etc. etc. Dergelijke effecten zijn duidelijker bij grote bellen, waar volgens Akaray's formule minder invloed van de oppervlaktespanning bestaat. Een andere afwijking volgt uit de aanwezigheid van het gravitatieveld. De meest eenvoudige reden: de druk onderaan de bel is hoger dan de druk bovenaan de bel, waardoor de bel zichzelf moet vervormen om in drukevenwicht te blijven (ΔP kan niet overal gelijk zijn, de luchtdruk mag je nu wel eens als constant beschouwen). Als ze begint naar boven te gaan krijg je natuurlijk nog wrijving, waardoor nog extra aanpassing volgt (en je krijgt luchtstroom in de bel, wat ook voor complicaties zorgt). Sferisch symmetrische bellen en hun dynamica wordt gemodelleerd met de Rayleigh-Plesset vergelijking (waarover massa's informatie on line te vinden is).

moest het u nog niet zijn opgevallen: ik vind beldynamica een uitermate boeiend onderwerp. Maar het belangrijkste effect is te begrijpen met wat hiervoor staat (dat bedisputeer ik niet).

[Jan van de Velde]

moest het u nog niet zijn opgevallen: ik vind beldynamica een uitermate boeiend onderwerp.

't is dat je't toegeeft... ....

[HansHalberstadt]

Een hieraan gerelateerde vraag die bij mij opkwam is:

stel je hebt een heel dun slangetje onder water, met de uitstroom vertikaal omhoog bv 0.5mm diameter en daar stroomt langzaam lucht doorheen. Het gevolg is dat belletjes ontstaan. Vraag is nu: bij welke grootte komen die los en stijgen die op en is die grootte afhankelijk van de diameter van het slangetje. Ik neem aan dat dat deels door de oppervlakte spanning op het raakvlak tussen belletje en slangetje bepaalt wordt.

[Kravitz]

Opmerking moderator

Verplaatst naar het vakforum voor natuurkunde.