Blase (Physik)
Eine Blase ist ein mit Gas gefüllter Raum innerhalb einer Flüssigkeit, der von dieser durch eine geschlossene Phasengrenzfläche abgegrenzt ist. Sie stellt damit das Komplement zum Tropfen dar. Blasen können nur in Flüssigkeiten unterhalb der kritischen Temperatur entstehen.
Entstehung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Blasen entstehen mechanisch wenn Gas und Flüssigkeit miteinander vermischt werden, beispielsweise wenn ein Strohhalm ins Wasser getaucht und gepustet wird, oder wenn Wasserwellen brechen.
Auch bei thermodynamischen Zustandsänderungen können Blasen entstehen, wie bspw. beim Phasenübergang von flüssig zu gasförmig (Sieden) oder beim Ausgasen von gelösten Gasen aufgrund einer Druckerniedrigung genannt.
Blasenform und -größe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Befinden sich eine Blase und die umgebende Flüssigkeit in Ruhe zueinander, so ist die Blase kugelförmig. Bewegt sich die Blase gegenüber der Flüssigkeit, z. B. unter dem Einfluss der statischen Auftriebs, so plattet die Blase an der in Bewegungsrichtung liegenden Seite ab, und zwar mit zunehmender Geschwindigkeit stärker, bis hin zur Einbuchtung.
Für kugelförmige Blasen ergibt sich der Blaseninnendruck aus
- dem Umgebungsdruck
- der Grenzflächenspannung der Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche
- und dem Durchmesser der Blase:
Kleine Blasen haben deshalb einen hohen Innendruck.
Messung der Oberflächenspannung anhand der Blasengröße[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Über diesen Zusammenhang lässt sich mithilfe der Blasendruck-Methode die Oberflächenspannung einer Grenzfläche bestimmen: Je kleiner die Oberflächenspannung ist, desto kleiner werden die Blasen, ehe diese platzen, also in noch kleinere Blasen zerfallen. Anlog dazu kann die Oberflächenspannung auch mithilfe der Tropfen-Volumen-Methode ermittelt werden.
Kavitation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Wenn Blasen bspw. durch plötzliche Kondensation kollabieren (Kavitation) entstehen Stoßwellen mit sehr großen Druckschwankungen. Dieses Phänomen muss bei der Auslegung von hydraulischen Anlagen und Rohreinbauten für blasentragenden Medien, wie bspw. Pumpen, Ventilen oder Schiffspropellern berücksichtigt werden.
