Mi történik, süllyedni kezd vagy felemelkedik?

Nem tudna süllyedni, mert:

-A Marianna-árok a legmélyebb pont a felszínen ahova viheted, a kőzeten pedig nem fúrná át magát.

-A levegő sűrűsége kisebb, mint a vízé, ezért felemelkedne.

Viszont ha reálisan gondolkodunk, akkor ahogy kiviszed a lufit a járművedből, a hirtelen nyomásváltozás(de az óriási hidrosztatikai nyomás önmagában is) darabokra szaggatná, tehát nem menne sehova.

Akkor valaki beírná hogy ez pontosan mekkora nyomáson következik be? És hogyan számolná ezt ki?

Mondjuk egy a felszínen például egy 10dm3-es térfogatúra fújt lufinál (bár gondolom a térfogat mérete itt nem sokat számít, csak a nyomás).

Egyébként szerintem is feljönne mintha buborék lenne, csak odalent sokkal kisebb méretűnek "látszana".

És ha van ilyen pont ahol ez bekövetkezik, akkor az milyen tengeri mélységben van, egyáltalán elég mély ehhez a Mariana árok?

Meglepően sekély vízben is már lefele törekedne.

Itt a szimulációm, amit egy körlap alapú hasáb formájú vösör mintájára készítettem:

[link]

Azt, hogy a lufiban levő anyag sűrűsége mennyi lesz ekkora mélységben, nem is olyan könnyű kiszámítani.

Először is induljunk ki abból, hogy a lufiban csak nitrogén van (az egyszerűség kedvéért). Továbbá feltételezzük, hogy ideális gázként viselkedik a nitrogén, és végig gáz halmazállapotú marad. Ekkor a gáztörvény alapján (pV=nRT) ki tudjuk számítani a sűrűségét:

n/V=p/RT,

p=kb. 1100 bar = kb. 110 Mpa

R=8,314 kJ/mol

T=kb. 275 K

n/V= 48112 mol/m3

Ha ezt felszorozzuk a moláris tömeggel, megkapjuk a sűrűséget.

/*28g/mol

rhó= 1347125g/m^3= 1347kg/m^3

Ez lapján azt mondhatnának, hogy a lufiban levő gáz sűrűsége nagyobb lesz, mint a környező vízé (bár ekkora nyomáson a víz sűrűsége is nagyobb kb. 5 %-al, mint a felszínen).

[link]

Csakhogy:

1. A nitrogén nem ideális gáz, ekkora nyomáson már semmiképpen nem fog így viselkedni. Nagy nyomáson a sűrűsége kisebb lesz, mint a gáztörvény alapján várnánk, mert itt már a molekulák térfogatának is jelentősége lesz a részecskék mozgása mellett.

[link]

[link]

2. Ekkora mélységben annyira nagy a nyomás, hogy a nitrogén (és az oxigén, argon, ...) túllép a kritikus ponton, azaz olyan állapotba kerül, ahol megszűnik a gáz és folyadék közötti fázishatár.

[link]

[link]

[link]

Az állapot (szuperkritikus fluidom) amolyan átmenet a gáz és a folyadékállapot között. A sűrűség nagyobb mértékben függ a nyomástól, mint a folyadékoknál, de nem annyira mint a gázoknál. A pontos szabályszerűséget nem ismerem.

[link]

[link]

Bármennyire is nehéz elfogadni, a #3 válasz utolsó bekezdés érdekes csak. Nem számít, mi történik adott gázzal olyan nyomás alatt, mert a kérdés a lufiról szólt. A kísérlet nem végrehajtható, ez a lényeg.

Vagy a kérdést egzaktul kell megfogalmazni. Találgatni nem érdemes.

#(: A lufi lejuttatása a legkisebb probléma. Ha az ember beteszi egy félgömbhéj fedő alá, lehúzatható. A lufi nem képes kipukkadni, mivel csak zsugorodik a nyomás intenzifikálódása miatt. Másik lehetőség, ha "szimplán" az adott mélységben fújják fel a lufit...

sadam87: Figyelembe vettem a levegő kompresszibilitását. Ezen felül nem érdemes a kritikus paraméterekkel jönni, mert bár a kritikus nyomás gond nélkül elérhető, a hőmérséklet nem csökken le oly mértékben, hogy SCF állapotba kerüljön a gáz (N: -146,9°C, O: -118,6˛C). Márpedig az köztudott, hogy mindkét paraméter együttes átlépése okoz csak SCF állapotot.