Kommunizierende Röhren

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Kommunizierende Röhren
Animation zur Befüllung kommunizierender Röhren

Als kommunizierende Röhren oder kommunizierende Gefäße bezeichnet man oben offene, aber unten miteinander verbundene Gefäße. Eine homogene Flüssigkeit steht in ihnen gleich hoch, weil die Schwerkraft und der Luftdruck konstant sind (siehe hydrostatisches Paradoxon).

Wenn die Flüssigkeit inhomogen ist, verhalten sich die Höhen der Flüssigkeitssäulen (von der Berührungsfläche gerechnet) umgekehrt wie ihr spezifisches Gewicht.

Anwendungen[Bearbeiten]

Das Prinzip der kommunizierenden Gefäße ist auf verschiedene Art nutzbar, etwa bei speziellen Messgeräten wie der Schlauchwaage sowie der Kanalwaage (einem Nivellier), mit der man Höhenunterschiede auf Bruchteile von Millimetern genau messen kann.

Beim Heber, einer Form von Saugpumpe, wird der Flüssigkeitstransfer erst beim Gleichstand der beiden Flüssigkeitsspiegel gestoppt. Siphone sind hinunter- und wieder hinaufführende Wasserleitungen, die auf diese Weise eine Senke überbrücken. Wassertürme nutzen ebenfalls das Prinzip der kommunizierenden Gefäße, um in den Wasserleitungen konstanten Druck zu erzeugen.

Mit einem Düker können Flüssigkeiten (meist Wasser) unter Hindernissen hindurchgeführt werden. Auch können Wasserleitungen durch ein Tal zwischen Bergen so geführt werden, ohne eine Brücke (Aquädukt) zu errichten. Diese Technik war bereits den Römern bekannt.

Niveaufläche und Messgenauigkeit[Bearbeiten]

Exakter ausgedrückt, fällt der kommunizierende Flüssigkeitsspiegel mit einer Niveau- oder Äquipotentialfläche zusammen, entlang welcher das Schwerepotential konstant ist.

Für genaue Höhenmessungen müssen allerdings einige störende Effekte vermieden werden. Zu ihnen gehören vor allem Schwingungen des Systems, die den Pegelstand an beiden Enden hin- und her schwanken lassen. Auch kleine Differenzen im Luftdruck (Wind!) oder in der Temperatur können sich je nach Bauart und Länge der Röhren merklich auswirken. Bei sehr dünnen Rohren oder Schläuchen macht sich der Kapillareffekt bemerkbar.

Wenn man all diese Effekte durch kontrollierte Bedingungen genau erfasst oder vermeidet, kann man mit Präzisions-Schlauchwaagen Höhenunterschiede über Distanzen von hunderten Metern bis auf eine Abweichung von 0,01 mm genau messen. Auf diese Art lässt sich auch z. B. ein Höhennetz auf den beiden Seiten eines breiten Flusses genauer vergleichen, als es wegen der Störung der Lichtbrechung durch die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit mit Messungen auf optischer Basis möglich wäre.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]