Allgemeine Chemie
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Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

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Alt 11.08.2009, 19:48   #16   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Der ganze Stickstoff gelangt doch in die Luft. Ist das nicht gefährlich?
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2009, 20:01   #17   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Ist das eine Fangfrage? Bei 76% Anteil in der Luft sind 5 Liter LN2 also 3,5m3 zusätzliches Stickstoffgas im 'Zirkuszelt' wohl kein Problem...

Ein kleiner Dewar(ca.3l) auf der Fußmatte in einem Corsa verlangt da schon vorsichtigere Bremsmanöver, offene Seitenfenster zur Winterzeit bei vollem Gebläse - wenn die Fahrt doch ca.40 Minuten dauert.

Und was sagt man dem Polizisten bei der Verkehrskontrolle, wenn der auf den 'dampfenden Deckel' des Dewar zeigt - eben dampfender Glühwein für den Eisstockplatz - für die Kunden halt...
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Alt 11.08.2009, 20:10   #18   Druckbare Version zeigen
Chloroform  
Mitglied
Beiträge: 85
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Ich wollte mal fragen, warum die Produktionsfirma, die vom öffentlich-rechtlichen Fernsehen beauftragt wurde einen Film zu drehen, hier im Forum ihr Fragen hier im Forum und nicht vor Ort bei einem wissenschaftlich ausgebildeten Fachmann?

Btw.:Wann soll denn das Filmchen ausgestrahlt werden?

mfg
Chloroform ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2009, 20:33   #19   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Sparmassnahmen.
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2009, 20:35   #20   Druckbare Version zeigen
Jingles Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.872
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Zitat:
Zitat von Chloroform Beitrag anzeigen
Btw.:Wann soll denn das Filmchen ausgestrahlt werden?
Sendetermin via Rauchzeichen.
__________________
Tá fuisce níos measa ná beoir.
Jingles ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2009, 22:49   #21   Druckbare Version zeigen
Allchemist Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.129
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Hallo Leute,


ihr sprecht hier über physikalische Explosionen als würde es um Sylvesterfeuerwerk gehen.

Einige Fakten:

- läßt man Benzindampf oder Erdgas oder Propan oder irgentein anderes brennbares Gas explodieren, so ergibt sich ein maximaler Explosionsdruck von ca. 10 bar, bei 1 bar Anfangsdruck.

Jetzt zum Stickstoff:

Schüttet man eine "schwere", heiße Flüssigkeit (in diesem Falle WAsser mit 20°C- in Worten zwanzig) in eine kalte, leichtere Flüssigkeit ( hier Stickstoff mit -196°C) so wird dieser um die Wassertropfen herum einen Stickstoff-Dampffilm bilden.

Bricht dieser Dampffilm durch einen äußeren Impuls zusammen (Triggerimpuls) so kommt es schlagartig zu einer erheblichen Verbesserung des Wärmeüberganges und damit zur schalgartigen Verdampfung von Stickstoff. Letztere wiederum bewirkt eine Fragmentierung des Wassers, dh. dessen Zerteilung in kleine Tropfen.
Diese wiederum sorgt für eine Vergrößerung der Wärmübertragungsfläche - die Folge sind Heizleistungen von einigen Megawatt und lokale Druckanstiege auf überkritische Werte (>37 bar ...einige 100 bar).

Summa summarunm:

bei einem solchen Versuch ist äußerste Vorsicht angesagt. Ich würde dringendst empfehlen, durch Fachleute Vorversuche machen zu lassen, um ungefährliche Mengenverhältnisse herauszufinden.

ICh schicke eine Literaturauswertung nach.

Grüße Allchemist
Allchemist ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.08.2009, 23:06   #22   Druckbare Version zeigen
Allchemist Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.129
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

HAllo,

nachfolgend die von mir vor einiger Zeit erstelle Literaturauswertung.

........Die ausgewerteten Literaturstellen gehen, im Wesentlichen übereinstimmend, davon aus, dass Dampfexplosionen entstehen können, wenn sich eine Flüssigkeit höherer Temperatur mit einer Flüssigkeit mit niedriger Temperatur vermischt.
Als maßgebliche Voraussetzungen werden beschrieben:
· Die höhere Temperatur muss hinlänglich über dem Siedepunkt der Flüssigkeit mit der niedrigeren Temperatur liegen (8)
· Es muss eine Grobvermischung (Grobfragmentierung) der Flüssigkeiten stattfinden (8)(10)(11)
· Die übertragene Wärmemenge zwischen der kalten Flüssigkeit und der grobverteilten heißen Flüssigkeit steigt schlagartig an – Übergang vom Filmsieden in das Blasensieden (Zusammenbrechen des Dampffilmes an der Oberfläche des Partikels) mit einer Vergrößerung des Wärmeübergangskoeffizienten auf das 100 fache (typische Größenordnung: von 500 W/m²K auf 50.000W/m²K)
· Durch eine folgende Fragmentierung wird der Impuls (Triggerimpuls) für das Zusammenbrechen weiterer Dampffilme geliefert. (8)
· Gleichzeitig wächst die Übertragungsfläche erheblich, was mit einem weiteren Anstieg der übertragenen Wärmemenge einhergeht.
· Ein große Flüssigkeitsmenge verdampft spontan (mit größerer Geschwindigkeit als der Dampf entweichen kann).(8) Es kommt zu einem Druckanstieg auf > 1000 bar in den initialen Blasen (11)
Diese Voraussetzungen sind in der Regel dann gegeben, wenn flüssige Metalle oder mineralische Schmelzen (Glas, Schlacke) in wassergefüllte Behälter fließen. Die in der Literatur beschriebenen Versuche gehen regelmäßig von diesem Prinzip aus. (10) (11).
Weiterhin werden Vorfälle beschrieben, bei denen relativ kleine Wassermengen von Metallschmelzen überlagert und eingeschlossen werden (9) (12). Hier kommt es ebenfalls zu einer sehr schnellen, explosionsartigen Verdampfung mit Verspritzen von flüssigen Metall. Eine solche Form der Dampfexplosion wird von Annau als strukturelle Explosion bezeichnet (12).
Durch LAFRENZ (9) wird ein solcher Unterschied nicht herausgearbeitet, obwohl solche Explosionen vom Mechanismus der oben beschriebenen Dampfexplosionen erheblich abweichen.
Keine Explosionen wurden von FIEG / MASSIER / SCHÜTZ / STEGMAIER / STERN beim überlagern von Aluminiumoxidschmelzen mit Wasser beobachtet, obwohl die Schmelzetemperaturen bei 2600°C lagen.
Die von LAFRENZ unter Berufung auf FLETCHER und THEOFANUS beschriebene Möglichkeit, dass „Kühlmitteltropfen auf ein heißes Medium fallen und darin eindringen“(9) widerspricht diesen Beobachtungen. Mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit trifft diese Aussage nur dann zu, wenn die Dichte des Kühlmittel kleiner als die Dichte des heißen Mediums ist (z.B. Heißes Öl –Wasser; Verflüssigte Gase (z:B. Stickstoff)-Wasser als „heißes Medium“).
Die von FRÖHLICH berechneten und von LAFRENZ zitierten initialen Drücke in der Größenordnung von 2,3 bis 6,9 kbar (8) sind auf Grund des von FRÖHLICH vorausgesetzten idealen Gasverhaltens viel zu hoch angegeben. Wie von FRÖHLICH festgestellt und in (11) bestätigt liegen die Drücke bei praktischen Versuchen in der Größenordnung von 1000 bar.

Literatur
.......... (8) Georg Fröhlich „ Dampfexplosionen durch Kontakt zwischen wasser und heißen
Schmelzen“ Chem.-Ing.-Technik 50 (1978) Nr.11, S. 861-866
(9) Bettina Lafrenz „Physikalische Explosionen auf Grund schneller thermischer
Wechselwirkungen“ Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Ptojekt
F2097
(10) LIU; KOSHIZUKA;OKA „Investigation of on Energetics of Ex-vessel Vapor
Explosion Based on spontaneous nucleation fragmentation”
Journal of NUCLEAR SCIENCE and TECHNOLOGY Vol.39,No.1, p. 31-39
(January 2002)
(11) CHERDRON; HUBER; KAISER; SCHÜTZ “ECO Steam Explosion Experiments –
Documentation and Evaluation of Experimental Data” Wissenschaftliche Berichte
des Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft FZKA 7011
Dezember 2005
(12) GERNOT ANNAU „Die Entwicklung der Notauffanggrube Von der
Schamottegrube zum Stand der Technik“ Giesserei Rundschua 52 (2005)
(13) Fieg / Massier / Schütz / Stemaier /Stern „Simulationsexperiment zum Fluten von
Kernschmelzen: KATS-9 „Wissenschaftliche Berichte der Forschungszentrum
Karlsruhe GmbH FZKA 6554, 2000
(14) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
Copyright © 2002 by Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA
(15) FRATZSCHER; PICHT „Stoffdaten und Kennwerte der Verfahrenstechnik“ VEB Deutscher
Verlag für Grundstofftechnik Leipzig 1979
(16) http://de.wikipedia.org/wiki/Van-der-Waals-Gleichung
(17) www.chemie.uni-marburg.de/~pcprakt/skripten/VGkritischerPunkt.pdf
(18) TOUBA; MANSOORI „Structure and property prediction of sub- and supercritical water“
Fluid Phase Equilibria 150-151 (1998) 459-468..................
...............................


Grüße Allchemist
Allchemist ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.08.2009, 09:42   #23   Druckbare Version zeigen
Firster weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 5
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Vielen Dank für die hilfreichen Antworten - besonders an Franz und den Allchemisten!

Und natürlich lassen wir das Fachleute (für Spezialeffekte) machen und natürlich hab ich auch bei Fachleuten nachgefragt, die reagieren aber i.d.R. wesentlich langsamer als solche Foren und viele Meinungen sind sowieso besser als eine.
Firster ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.08.2009, 21:50   #24   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Ich bitte, den Ton etwas zu mässigen...war ein warmer Tag heute, nicht ?
__________________
"Old geochemists never die, they merely reach equilibrium." (Antonio C. Lasaga ?)
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.08.2009, 13:19   #25   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Wer nichts zum Thema beitragen möchte, wird nicht gezwungen, irgendwas zu schreiben.

Wer schlechte Laune hat, (was ja durchaus vorkommen kann), möge die anderweitig loswerden.

Sicherlich gibt es hierzu auch noch Sinnvolles beizutragen.
Also, dann los!

Gruß,
Franz
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Stellt bitte Eure Fragen im Forum, nicht per PN oder Email an mich oder andere Moderatoren! Ich gucke nur ziemlich selten in meine PNs rein - kann also ein paar Tage dauern, bis ich ne neue Nachricht entdecke...

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FK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.08.2009, 13:29   #26   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

@Allchemist
Ist die Viskosität der Flüssigkeit dabei vernachlässigbar - ich denke nur an die Kombination von etwas Wasser in siedendes Öl nahe am Flammpunkt des Öles. Sind die Tröpfchen durch die niedrigere Viskosität des Öles dann größer als im Beispiel des Stickstoffes(lässt man den weit höheren Dampfdruck einmal außer cht)?

Geändert von FK (13.08.2009 um 13:32 Uhr) Grund: Persönlichen Angriff auf Henry entfernt
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Alt 13.08.2009, 13:37   #27   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Wer etwas Persönliches miteinander auszutragen hat, möge das per PN tun oder sich von mit aus im Morgengrauen auf einer Lichtung incl. Sekundanten verabreden.
Aber bitte nicht hier!

Gruß,
Franz
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FK ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.08.2009, 19:25   #28   Druckbare Version zeigen
Allchemist Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.129
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Zitat:
Zitat von hw101 Beitrag anzeigen
@Allchemist
Ist die Viskosität der Flüssigkeit dabei vernachlässigbar - ich denke nur an die Kombination von etwas Wasser in siedendes Öl nahe am Flammpunkt des Öles. Sind die Tröpfchen durch die niedrigere Viskosität des Öles dann größer als im Beispiel des Stickstoffes(lässt man den weit höheren Dampfdruck einmal außer cht)?
HAllo,

über die Viskosität habe ich in diesem Zusammenhang nichts gelesen, und auch noch nicht darüber nachgedacht.

Neben der Viskositä#t wird die Tröpfchengröße wahrscheinlich auch noch von der Oberflächenspannung abhängig.

Bei dem Stickstoffexperiment muss man hinsichtlich der Tröpfchengröße zwei Effekte berücksichtigen:

1. Die primär durch die Explosion gebildeten Wassertropfen (bzw. Eiskörner)- und LN2 Tröpfchen
2. Bildet sich Nebel aus der in der Luft befindlichen Feuchte durch die schlagartige Abkühlung auf Grund der Verdampfungwärme des Stickstoffes.

Letzteres hätte dann wieder entfernt mit der Wolkenbildung zu tun.


Grüße Allchemist
Allchemist ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.08.2009, 20:16   #29   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
AW: flüssiger Stickstoff - heißes Wasser

Ergänzend: die primär gebildeten Wassertröpfchen/Eiskristalle bilden Kondensationskeime für vorhandenen Wasserdampf.

Gruß,
Franz
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