In dieser Folge sprechen wir darüber, warum ein Baum anscheinend nicht mit einer Pumpe vergleichbar ist, warum er es locker schafft Wasser in eine Höhe von deutlich über 10 Metern zu pumpen, warum auch er wie ein Mensch an Embolien leiden kann und warum ein Video manchmal mehr sagt als 1000 Worte. Zu Beginn gibt es ein Baumrätsel, was verdeutlicht, mit welchen Giganten wir es hier zu tun haben.
Frage des Tages: Warum wird der Ton eines Heißgetränks mit der Zeit immer höher?
Shownotes
Frage des Tages
- Wikipedia (englisch): Hot chocolate effect
- Wikipedia (deutsch): Cappuccino-Effekt
- Youtube: The Hot Chocolate Effect
Effekt des Tages
- Wikipedia: Coandă effect
- Youtube: Coanda Effect
Hausaufgabe
- OpenExcess: Chain Fountain! (Video)
- letztes Mal: World Record Chain Fountain? und Chain Fountain Dispute
- aktuelles Video: Steve Mould: This Drill Powered Spool Proves Me Right
- und: ElectroBoom: This Video of a Motorized Spool Proves Me Right
Hauptthema: Wie kommt das Wasser in die Bäume?
Wie sich im Laufe der Folge herausstellte, macht es sicherlich im Nachhinein Sinn, vor allem das folgende Video zu allererst zu schauen und dann auf die schriftlichen Quellen zu gehen.
- Wikipedia: Wassertransport in Pflanzen
- Veritasium: How Trees Bend the Laws of Physics (Youtube)
- Review zum aktuellen Wissensstand (wie sich herausstellte, anscheinend nicht mehr auf der Höhe der Zeit ;o): https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098847201000740
- Messtechnik: https://www.jstor.org/stable/55646?seq=1
- Gefahr der Embolie und welche Strategien der Baum dagegen entwickelt hat & was der Marangonie Effekt damit zu tun haben könnte: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0160932794900620
Der Rest
- Hausjournal: Rotweinflecken mit Weißwein […] entfernen
- AstralCodexTen: Somewhat Contra Marcus On AI Scaling (bis zum Bild einer Hand einer älteren Person scrollen, das Scott Alexander von Dall-E hat erstellen lassen)
- AstralCodexTen: A Guide To Asking Robots To Design Stained Glass Windows (Dall-E kreiert Buntglasfenster und zeigt dabei seine Schwächen auf)
Ich muss Thomas leider widersprechen. Man kann mit einer Pumpe (egal mit welcher) auf der Erde nicht mehr als ca 8-9 m Höhenunterschied durch ansaugen überwinden. Das Wasser wird bei einem Druck von 0,02 bar (im Wasser) gasförmig (wie mehrfach in der Folge erwähnt) . Einen Druck von minus 9 bar kann man im flüssigen Wasser nicht erzeugen. (das hängt alles mit der Wasserstoffbrückenbindung zusammen). Wenn du das doch mehr als die 9m schaffst, solltest du ganz dringend ein Patent anmelden 😉
Nachdem ich ein wenig recherchiert habe, musste ich feststellen, dass die Begründung gar nicht so leicht ist, warum man wohl Wasser höher als zehn Meter pumpen kann, wenn die Pumpe am oberen Ende der Leitung ist. Aber es geht natürlich. Die andere Denkweise, die du – aber auch die meisten Leute verständlicherweise – äußerst und die zu der falschen Annahme führt, man könnte Wasser (von oben) nicht höher als zehn Meter fördern, ist in deinem zweiten Satz enthalten: „Man kann mit einer Pumpe (egal mit welcher) auf der Erde nicht mehr als ca. 8-9 m Höhenunterschied durch ansaugen überwinden.“ Das ist völlig korrekt. Deswegen nehme ich für diesen Job auch keine Strömungspumpe (Kreiselpumpe), die das Wasser tatsächlich ansaugen würde, sondern eine beliebige Verdrängerpumpe. Sinkt der Druck des Wassers unter 0 Pa, steht das Wasser unter Spannung und befindet sich in einem metastabilen Zustand (da es tatsächlich ja gern gasförmig sein will). Trotzdem lässt es sich weiter bereitwillig fördern, gerade weil ja keine Luft im Rohr ist.
Die Erforschung der Eigenschaften von Wasser bei diesen Drücken ist noch nicht so wahnsinnig alt, 2002 gab es ein Buch von Proceedings mit dem Titel „Liquids Under Negative Pressure“ und einer schicken Einleitung. Ein schöner, unterhaltsamer und erhellender Prosatext, den ich zu dem Thema gefunden habe, ist dieser hier: The Physics of Negative Pressure.
Warum stelle ich dann praktisch trotzdem oben keine Pumpe hin? Weil ich das Rohr erst mit Wasser füllen muss, damit ich dann auch Wasser fördern kann. Und dafür brauche dann unten (auch) eh eine Pumpe.
Vielleicht widme ich dem Thema noch eine ganze Folge? Die Recherche gerade hat noch spannende Fakten offenbart 😀
Falls hier noch jemand mitliest. Die beiden Beiträge hat nicht der gleiche „Thomas“ verfasst. 🙂
Nur so zur Info, war für mich auf den ersten Blick etwas verwirrend.
Hier noch Basiswissen zu Verdrängerpumpen:
https://www.gunt.de/images/download/positive-displacement-pumps_german.pdf
Das ist quasi wie unterkühltes Wasser nur mit Druck, richtig? Dann dürfte das Starten der Pumpe der kritischste Punkt sein, da man hier Energie zuführt. Im laufenden Prozess kann ich mir das durchaus vorstellen. Gibt es dazu experimentelle Nachweise? Warum macht die Art der Pumpe einen Unterschied?
Und falls ihr eure Frauen für den Coanda-Effekt begeistern wollt, kauft ihnen einen Dyson airwrap 😅