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Alt 12.10.2018, 17:31   #1   Druckbare Version zeigen
TheOutlaw Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
Diffusion für einen Laien

Hallo!
Folgendes Beispiel:
In einem über Elektronenstrahlverfahren gasdicht geschweißten Metallbehälter befindet sich Argon reinst.
Mit 30 bar Druck.
Der Behälter hat immer die exakt gleiche Temperatur und immer den exakt gleichen Luftdruck um sich herum der sich auch nicht verändert, weil der Behälter frei zugänglich ist für die Atmosphäre die ihn umgibt.
Das Edelgas Argon kann durch das Metall hindurch diffundieren und macht das auch relativ "schnell" da ja imm Innreren 30 bar Druck herrschen und außerhalb des Behälters nur 1 bar Atmosphärendruck.
Die Luft kann nicht in das Argon diffundieren weil die Luft nicvt durch das Metall diffundieren kann und weil im Inneren 30 bar Druck herrschen und damit eine Art "Barriere" gegen die Diffusion des Stoffes bilden der einen viel niedrigeren Druck hat.
Das Argon wird so lange nach außen diffundieren, bis die Druckniveaus annähernd gleich sind und dann stoppen.
Ein Vakkuum wird im Inneren des Behälters nicht entstehen, da der Fall dann nämlich umgekehrt ist.
Durch einen leichten Unterdruck im Inneren des Behälters, schafft es kein Argon mehr nach Aussen, weiö dann dort der Druck zu hoch ist.
Das bedeutet, das Argon würde nicht so lange diffundieren bis im Behälter ein sehr großes Vakkuum wäre.
Das ist jetzt alles sehr theoretisch und mit ideal Bedingungen die es so nicht gibt.
Aber nur damit ich es verstehe.
Passt das so?
Ein kurzes Ja würde mich schon freuen.
Dann hätte ich meinen Lernstoff nämlich verstanden.
TheOutlaw ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.10.2018, 07:22   #2   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.315
AW: Diffusion für einen Laien

Hi Outlaw,

leider gibt es kein uneingeschränktes Ja.

Das Prinzip hast Du verstanden: Konzentrationsunterschiede gleichen sich durch Diffusion an.

Aber je undurchlässiger die Wand/Membran zwischen den Räumen ist, die die Komponenten in unterschiedlicher Konzentration enthalten, umso langsamer. Dabei kommt es nur auf die Konzentrationen, nicht auf den Druck an. Das scheint paradox, ist aber so.

Das bedeutet bei Deinem Beispiel, dass Argon aus dem Behälter heraus- und Luft in den Behälter hineindiffundieren würde, wenn die Behälterwand für diese Gase nennenswert durchlässig wäre.
Nun ist die Metallwand eines Druckbehälters, der 30 bar aushält, nicht eben dünn und für Argon, Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlendioxid praktisch undurchlässig. Deshalb findet zwar Diffusion statt, aber der Stofftransport ist extrem langsam. Man wird also auch nach 10 000 Jahren keine Konzentrationsunterschiede der aufgezählten Komponenten nachweisen können.
Nur für Wasserstoff und Helium sind technische Metallwände geringfügig durchlässig, besonders bei einigen hundert Grad Celsius. Das war den Vätern der Ammoniaksynthese auch neu. Deshalb zeriss es Ihnen den Autoklaven nach kurzer Betriebszeit und schickte etliche von Ihnen ins ewige Labor.


Durch eine extrem dünnen Goldfolie, durch die sogar Licht durchscheint, diffundieren alle Gase hingegen durchaus merkbar. Aber die hält keine nennenswerte Druckdifferenz aus.

Freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.10.2018, 15:50   #3   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.630
AW: Diffusion für einen Laien

Zitat:
Zitat von TheOutlaw Beitrag anzeigen
Ein Vakkuum wird im Inneren des Behälters nicht entstehen, da der Fall dann nämlich umgekehrt ist.
Wenn wir ein Material hätten, welches für Argon selektiv permeabel wäre und der äußere Ar-Partialruck etwa 0.01 atm beträgt (da ca. 1%)), würden wir dann wirklich im Yzlinder einen Enddruck von 0.01 atm erwarten dürfen?

Was passiert im real life mit Wasserstoff- und Heliumyzlindern, wenn sie nur lange genug rumstehen und die Sonne draufbrennt?
__________________
I solemnly swear that I'm up to no good!
伍佰 (WuBai - Run run run!) (ein Musikvideo mit dem Bambushaus und dem imalipusram unter den Statisten)
Noch ein nettes Video (nerdy, ein LIHA-Robot)
Und so gehts hier manchmal zu (sowas Ähnliches wie Fronleichnam, hier wird TuDiGong, dem Erdgott, tüchtig eingeheizt!) Oder so (auch ungeeignet für Gefahrstoffphobiker) und so und so.
imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
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