Blase (Physik)

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Dampfblasen in siedendem Wasser

Eine Blase ist ein gasförmiger Körper innerhalb einer Flüssigkeit. Er ist von dieser durch eine in sich geschlossene Phasengrenzfläche getrennt. Befinden sich Blase und Flüssigkeit in Ruhe zueinander, ist die Blase kugelförmig. Bewegt sich die Blase z. B. unter dem Einfluss der Schwerkraft gegenüber der Flüssigkeit, plattet die Blase an der in Bewegungsrichtung liegenden Seite mit der Geschwindigkeit zunehmend ab. Im kugelförmigen Fall lässt sich der Blaseninnendruck $ p $ aus dem Umgebungsdruck $ p_{0} $, der Oberflächenspannung (eigentlich Grenzflächenspannung) $ \gamma $ der Flüssigkeit (eigentlich der Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche) und dem Radius r berechnen:

$ p=2\gamma /r\!+p_{0} $.

Kleine Blasen haben deshalb einen hohen Innendruck. Das Komplement zur Blase ist der Tropfen.

Korrosion durch Blasen

In strömenden, turbulenten oder siedenden Flüssigkeiten können sich Dampfblasen der jeweiligen Flüssigkeit bilden, wo der Dampfdruck den Umgebungsdruck übersteigt und dazu noch die Oberflächenspannung zu überwinden in der Lage ist. Gerät die so gebildete Blase in einen Bereich mit anderem thermodynamischen Zustand, wo diese Bedingungen nicht mehr vorliegen, fällt die Blase unter Kondensation des Dampfes unter der Wirkung von Umgebungsdruck und Ober(Grenz-)flächenspannung zusammen. Durch die Trägheit der zusammenstürzenden Flüssigkeit kann an der Stelle, wo das Zentrum der Blase war, ein Bereich sehr hohen Drucks entstehen, welcher sich als Schallwelle ausbreitet. Ist die Blase nur ein winziges bisschen abgeplattet und leicht asymmetrisch entsteht durch das Zusammenstürzen ein kumulativer Strahl, bei welchem dynamische Drücke entstehen, die jedes Material zerstören können.

Dieser Vorgang wird als Kavitation bezeichnet und spielt u. a. bei der Auslegung von hydraulischen Anlagen, Rohreinbauten, wie Pumpen oder Ventilen und bei Schiffspropellern eine wichtige Rolle.

Siehe auch

Weblinks

 Commons: Blasen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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