Hydrostatischer Druck
Hier können Sie den Hydrostatischer Druck berechnen lassen. Dazu geben Sie unten lediglich die Dichte der Flüssigkeit und die Eintauchtiefe an.
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Der Hydrostatische Druck
Vor allem in Flüssigkeiten stellt der hydrostatische Druck eine wichtige Komponente dar. Hydrostatisch kommt aus dem griechischen und bezeichnet mit Hydro das Wasser. Der Druck des Wassers wird auch als Schwere- oder Gravitationsdruck bezeichnet. Er kann nicht nur in Wasser entstehen, sondern allgemein in Flüssigkeiten und auch in Gasen und sich im Zuge der Gravitation entwickeln. Wichtig anzumerken ist hierbei das hydrostatischer Druck nur bei ausschließlich statischen, ruhenden Flüssigkeiten verwendet wird. Es spielt hierbei keine Rolle, in welcher Form sich das Gefäß befindet, welches die Flüssigkeit enthält.
So definiert sich der Hydrostatische Druck
Wichtige Faktoren für die Messung des hydrostatischen Drucks sind hierbei der Flüssigkeitsspiegel. Die absolute Füllmenge der vorhandenen Flüssigkeit innerhalb eines Gefäßes ist dabei zu vernachlässigen, weshalb man dies auch als das hydrostatische Paradoxon bezeichnet. Zur eigentlichen Berechnung des Drucks in einer ruhenden Flüssigkeit wird der Umgebungsdruck hinzugezogen. Die Dichte der Flüssigkeit ist allerdings für die Messung ebenfalls entscheidend genauso wie die Eintauchtiefe des Objekts.
Für Fluide wird der hydrostatische Druck mit folgender Formel des Pascal’schen Gesetz berechnet:
p(h) = ho , g , h
Wer benötigt den Hydrostatischen Druck
Neben vielzähligen Fluid- und Druck Experimenten benötigen vor allem Taucher das korrekte Messergebnis des hydrostatischen Drucks. Hierbei wird der auf den Taucher einwirkende Druck des Wassers genauso in die Messung mit einbezogen wie der Luftdruck als solches und der hydrostatische Druck. Nur so können Taucher das Risiko der gefürchteten Taucherkrankheit bereits im Vorfeld minimieren. Daher ist es für die Gruppe dieser Menschen von entscheidender Bedeutung zu wissen, welchen enormen Druck sie bei einem Tauchgang in der Tiefe ausgesetzt sind. Dieser wirkt sich vor allem auf ihre Körpergase aus. Auch für ein Bathycaph ist die Messung des hydrostatischen Drucks wichtig. Ein Bathyscaph ist ein Tiefsee U-Boot, welches dem enormen hydrostatischen Druck in der Tiefsee standhalten muss. Doch nicht nur im Tauchsport oder in den Tiefen der Meere kommt das Messverfahren zum Einsatz. So nutzen auch Wassertürme hydrostatischen Druck für die Gewinnung von Energie. Ebenfalls Verwendung findet der hydrostatische Druck in der Hydrogeologie.
Den Hydrostatischen Druck ganz einfach selbst berechnen
Wenn Sie selber den hydrostatischen Druck berechnen möchten, bietet Ihnen dieser Rechner die perfekte Vorlage. In nur wenigen Schritten gelangen sie zum Ergebnis. Befolgen Sie lediglich die Schrittabfolge der einzelnen Berechnungsfelder und schon sind Sie im Besitz der Berechnung des hydrostatischen Drucks. Hierzu benötigen Sie die Dichte der Flüssigkeit [kg/m3] sowie die Eintauchtiefe [m]. Beide Berechnungsfelder ergeben zum Schluss das Ergebnis.
Schritt 1:
Tragen Sie Bitte in das erste,leere,weisse Feld die Dichte der Flüssigkeit [kg/m3] ein.
Schritt 2:
In das zweite leere Feld tragen Sie nun bitte die Eintauchtiefe [m] hinein.
Schritt 3:
Nun finden Sie unter dem großen, weißen und leeren Feld den kleinen Button „Berechnen“. Drücken Sie diesen und schon erscheint Ihr Ergebnis mit der Bezeichnung „Der hydrostatische Druck beträgt“ in bar Angaben im weißen Feld. Sie können das Ergebnis zusätzlich ganz einfach für Ihre Unterlagen oder zur späteren Archivierung ausdrucken lassen, indem Sie einfach den „Drucken“ Knopf, rechts neben dem „Berechnen“ Knopf drücken.
Häufig gestellte Fragen
Was versteht man unter dem hydrostatischen Druck?
Wie berechnet man den hydrostatischen Druck?
Wo finden die Berechnung des hydrostatischen Druckes ihren Einsatz?
Beispielrechnung aus der Praxis
Häufig gestellte Fragen
Was versteht man unter dem hydrostatischen Druck?
Unter dem Begriff des hydrostatischen Drucks ist der Druck zu verstehen, der sich an einem bestimmten Punkt innerhalb einer Flüssigkeit einstellt. Dieser Druck wird durch die schwere der über dem Messpunkt liegenden Flüssigkeitsschichten hervorgerufen.
Mit „Schichten“ sind in diesem Zusammenhang keine räumlich abgegrenzten Bereiche zu verstehen. Vielmehr soll diese Begriffswahl symbolisieren, dass die Flüssigkeit in verschiedene Höhenlagen eingeteilt werden kann.
Wenngleich der Begriff „hydro“ von der Wortbedeutung auf Wasser zurückgeht, so gelten die Gesetzmäßigkeiten des hydrostatischen Druckes gleichzeitig auch für andere Flüssigkeiten. Die folgenden Betrachtungen gehen allerdings davon aus, dass es sich dabei um eine hinsichtlich ihrer Dichte homogene Flüssigkeit handelt, die sich in Ruhelage befindet (statisch, ruhend, strömungsfrei).
Wie berechnet man den hydrostatischen Druck?
Die Berechnungsgrundlage für den hydrostatischen Druck innerhalb von Flüssigkeiten mit konstanter Dichte ist das Pascal'sche Gesetz:
p(h) = p * g * h (in N / m² = Pa)
p … Dichte der Flüssigkeit in kg / m³
g … Erdbeschleunigung (9,81 m / s²)
h … Eintauchtiefe in m
Das in Klammern stehende „h“ im linken Teil der Formel soll deutlich machen, dass es sich die Angabe des hydrostatischen Drucks immer auf eine bestimmte Höhe in der Flüssigkeit bezieht. Diese Höhe wird entgegen ihrer Bezeichnung nicht vom Boden der Flüssigkeit aus gemessen, sondern immer als senkrechter Abstand von der Oberfläche der Flüssigkeit!
Als alternative Einheit wird mitunter auch das bar verwendet, 1 bar entspricht 100 kPa.
Aus der oben gezeigten Berechnungsformel ist abzuleiten, dass der hydrostatische Druck nur von der Höhe der darüber liegenden Flüssigkeit ableitet, nicht aber von der Form des Gefäßes. Dieses Phänomen wird auch als „hydrostatisches Paradoxon“ bezeichnet.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass zur Bestimmung des absoluten Drucks an der Messstelle noch der auf die Flüssigkeitsoberfläche wirkende Umgebungsdruck (Luftdruck) addiert werden muss. Meist wird aber lediglich der Druckzuwachs gegenüber dem Umgebungsdruck ermittelt.
Wo finden die Berechnung des hydrostatischen Druckes ihren Einsatz?
Für die Nutzung des hydrostatischen Druckes gibt es mannigfaltige Anwendungsbeispiele. So nutzen beispielsweise Wassertürme den hydrostatischen Druck zur Versorgung von Haushalten und Fabriken mit frischem Wasser. Die richtige Auslegung der Höhe eines solchen Wasserturms ist bestimmend für den beim Abnehmer ankommenden Leitungsdruck.
Im Bereich des Tauchsports spielt der in einer bestimmten Tauchtiefe herrschende Wasserdruck eine wesentliche Rolle für die Auswahl des notwendigen Equipments. Je tiefer der Taucher tauchen möchte, umso besser muss er von geeigneter Schutzausrüstung vor dem unter Wasser auf ihn wirkenden Druck geschützt werden.
Beispielrechnung aus der Praxis
In einer kleinen Gemeinde soll die Wasserversorgung über einen Wasserturm sichergestellt werden. Zwischen dem Gebäude am tiefsten Punkt der Gemeinde und dem Wasserturm liegt ein Höhenunterschied von 25 Metern. Wie hoch ist der an diesem Gebäude ankommende Wasserdruck (der Umgebungsdruck wird vernachlässigt)?
p(25m) = p * g * h
= 1000 kg / m³ * 9,81 m / s² * 25m
= 245250 kg / m * s²
= 245 kPa (entspricht 2,45 bar)