Highway hat geschrieben:
...dann strömt die Luft ohne weiteren Energieaufwand in den Wasserbehälter.
Das ist eben nicht richtig. Ich versuchs mal ohne Rechnung in zwei Erklärungen:
1. Geh mal vom Ende aus; also von einer vorhandenen Luftblase in einer Wassertiefe. Um aus Atmosphärendruck dort hingebracht worden zu sein, ist doch unzweifelhaft eine bestimmte Energie aufgewendet worden. Die muß doch idealerweise ganz unabhängig davon sein, wie die Luftblase dort hingekommen ist. Also bring ich sie einmal mit dem Marmeladenglas von oben her dort hin; da hockt sie nun und hat logischerweise die Energie aufgenommen, die ich beim Eintauchen aufwenden mußte. Andermal bring ich die Blase nach vorheriger Kompression der Luft an den gleichen Ort im Wasser. Sie ist gleichgroß wie die erstere Blase und für sie muß daher idealerweise die gleiche Energie aufgewendet worden sein, wie im ersten Fall.
Aus der Marmeladenglasmethode folgt aber direkt; daß beim Auftauchen der Blase idealerweise genau die Energie abgegeben wird, die beim Eintauchen verwendet wird.
2. Mit einem aufgenblasenen Luftballon kannst du hinsichtlich Energiegewinn wenig anfangen. Steckst du ihn aber seitlich in einen Wasserbehälter, hast du eine erheblich Energie gewonnen; nämlich die leistbare Auftriebsarbeit. Könntest du den Ballon also ohne aufzuwendende Energie ins Wasser bringen, käme Energie aus nix zustande.
Ist aber nicht, weil beim Einbringen des Ballons vom Luftdruck der komprimierten Luft Wasser verdrängt werden muß; also Arbeit geleistet werden muß. Es ist die integrierbare Arbeit p*df*ds; Druck*Flächenelement*Ausdehnungsweg.
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