Verbundene Gefäße

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 (Hydrostatisches Paradoxon).

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

Anwendungen

Das Prinzip der kommunizierenden Gefäße ist auf verschiedene Art nutzbar, etwa bei speziellen Messgeräten wie der Schlauchwaage, mit der man Höhenunterschiede auf Bruchteile von Millimetern messen kann. Bei dem Heber, einer Form von Saugpumpe, wird der Flüssigkeitstransfer erst beim Gleichstand der beiden Flüssigkeitsspiegel gestoppt. Wassertürme nutzen ebenfalls das Prinzip der kommunizierenden Gefäße, um in den Wasserleitungen konstanten Druck zu erzeugen.

Niveaufläche und Messgenauigkeit

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 über hunderte Meter Höhenunterschiede auf 0,01 mm messen. Auf diese Art lässt sich z.B. das Höhennetz auf beiden Seiten eines breiten Flusses genauer vergleichen, als es mit optischen Messungen durch die feuchte Luft möglich wäre.

Siehe auch

• Hydrostatik, Messtechnik, Nivellement, Vermessung, Geotechnik
• Brunnen, Kanal, Strömung, Wasserhöhe, Wasserstand, Düker, Olszewski-Rohr

Weblinks

• Video von Kommunizierenden Röhren