Ölfass u.a. als Speicher

V-förmiges Gefäss

In einem Schrebergarten wird ein stehendes Ölfass (Volumen 200 l, Höhe 1 m, Füllöffnung beim Fassboden) über eine horizontale Zuleitung durch eine Pumpe mit Wasser gefüllt. Die Pumpe liefert einen konstanten Volumenstrom von 20 l/min.

1. Berechnen Sie die Speicherkapazität und den Druckverlauf während der Füllzeit. Berechnen Sie auch die für das Füllen benötigte Energie.
2. Das Fass wird mit einem V-förmigen Gefäss (Volumen 200 l, Höhe 1 m, obere Gefässöffnung 80 cm x 50 cm) ersetzt. Die Füllöffnung befindet sich ebenfalls im tiefsten Punkt. Statt die Speicherkapazität zu berechnen, skizzieren Sie das V-p-Diagramm und bestimmen daraus die benötigte Energie. Sie können auch das I_V-p-t-Schaubild zeichnen und dann die Energie über das Volumen ermitteln. Falls Sie in Ihrer Lösung krummlinig begrenzte Flächen oder Volumen erhalten, nähern Sie diese mit 2 oder 3 Teilen an, die von geraden Linien oder ebenen Flächen begrenzt sind.

Hinweise: Gerades Rohrstück, Gravitationsfeldstärke g = 9.81 N/kg

Lösung