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Druck und Energie

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  • Druck und Energie

    ich denke schon länger über ein Phänomen nach das ich aus physikalischer Sicht nicht verstehe. In einer Kleinkaliberpatrone können von 1000 bis zu 2000 bar Druck auftreten und dabei bekommt das Geschoss cal. 22 = 5,52 mm eine kinetische Energie zwischen 40 und 270 Joule. Jetzt gibt es auch Pressluftgewehre, die mit einem Lufttank zwischen 200 und 300 bar ausgerüstet sind. Die Geschoßenergie des gleichen Kalibers, also etwa der gleichen Geschoßmasse beträgt nach Herstellerangaben 50 Joule und mehr. Wie kann das sein, dass bei einem wesentlich geringeren Innendruck eines Luftgewehrs bei gleichem Kaliber eine derartige Energie-Diskrepanz auftritt? Mit anderen Worten wie kann es sein, dass ein Kleinkalibergeschoß durch 1000 bar Druck nur etwa die gleiche Energie bekommt wie ein Luftgewehrgeschoß mit 200 bis 300 bar? Als Physiker finde ich aus der Sicht der Thermodynamik bzw. mit den Gesetzen der Gastheorie keine plausible Erklärung.
    Zuletzt geändert von lefilou1954; 02.09.2017, 14:47.

  • #2
    Weil Druck alleine noch keine Energie macht, Herr Physiker.
    Das Volumen, welches den Druck beinhaltet, bestimmt zusammen mit dem Druck die darin gespeicherte Energie. Soviel zum Pressluftgewehr.
    Beim KK-Gewehr haben wir aber eine Feuerwaffe. Hier ist die Energie, die zum Antrieb des Geschosses benutzt wird, zunächst in chemischer Bindungsenergie vorhanden. Beim Entzünden des Pulvers laufen dann thermodynamische Prozesse ab. Ein Effekt dabei ist, dass der Druck nicht von Anfang an kontinuierlich abnimmt, sondern zuerst ansteigt, und dann wieder näherungsweise exponentiell abnimmt, wie man es bei Pressluft annehmen kann.
    Soviel zur Theorie. Dann kommt noch hinzu, dass die Angaben aus Wikipedia recht weit gefasst sind. Eine Kleinkaliberpatrone (.22lfB) mit unter 100 Joule muss man erst einmal finden. Und selbst dann ist nicht gesagt, wie hoch der Maximaldruck in dieser Patrone wirklich ist, und wie lange welcher Druck überhaupt anliegt. Das liegt komplett beim Hersteller, wie er die Patrone konzipiert, um z.B. auf Unterschallgeschwindigkeit oder geringstmögliche Lärmemission kommt.

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    • #3
      tausend dank

      vielen dank herr oberlehrer. ich hatte als waffenlaie einfach nur freundlich gefragt und habe keine solch arrogant-pampige antwort in diesem forum erwartet. von welcher uni sind sie eigentlich mal geflogen? den unterschied zwischen druck, energie und kraft u.s.w. kenne ich seit dem 1. semester vor über 27 jahren.

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      • #4
        Entschuldigung dass ich als Studienabbrecher (Uni KA) dir das erklären musste. War eigentlich mit einem Augenzwinkern gemeint, nur versteht man das heutzutage nicht mehr ohne "Emoticons". Aber ehrlich, mit wissenschaftlichem Hintergrund sollte eine tiefere Recherche als Wikipedia bei entsprechendem Interesse schon machbar sein.

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        • #5
          Ja, ich kann euch sagen, KK ist so ne Sache.

          Letztens, also vor 1 Woche, auf Fallscheibe gewesen, mit meinem Erma M1.22. Wie immer die Blazer HV und zusätzlich Top Shot SV dabei.

          Die Blazer funktionierte wie seit Jahren schon tadellos, aber bei den TS gabs bei 100 Patronen 3 Störungen. Hört sich nicht viel an, aber laß das mal bei nem Wettkampf passieren............... Die Blazer hatte auch für KK richtig Bums dahinter, HV halt, bei der TS kams mir so vor, als hätte die Erma Husten ...............


          Eure physikalischen Betrachtungen des Druckes wegen ist wohl ein weites Feld, und ich will nicht der Bauer sein, der dieses bearbeiten muß.

          Aber an lefilou, nimm ne Luftpumpe und ne KK-Plempe und schieß mal auf Fallscheiben. Dann hat Deine Frage auch einen praktischen Bezug und es eröffnen sich vielleicht neue Lösungswege.
          MfG aus der schönen Pfalz

          Eins ist sicher - die Rente ( Norbert Blüm, anno die 90er, )
          Wir schaffen das ( Angela Merkel 2015, Und wen meint sie mit "wir" ?

          "Bevor isch misch uffreg, is mers egal ....." oder auch "Äner vun uns zwä is bleeder wie isch....."

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          • #6
            Zitat von lefilou1954 Beitrag anzeigen
            Mit anderen Worten wie kann es sein, dass ein Kleinkalibergeschoß durch 1000 bar Druck nur etwa die gleiche Energie bekommt wie ein Luftgewehrgeschoß mit 200 bis 300 bar? Als Physiker finde ich aus der Sicht der Thermodynamik bzw. mit den Gesetzen der Gastheorie keine plausible Erklärung.
            Mit dem Stichwort Druckmaximum und Druckverweilzeit solltest Du mit Deiner Recherche schon mal ein Stück weiterkommen.


            Des Weiteren sei festgestellt, dass .22 lfB mit 40 Joule eher sehr selten ist, Luftgewehre mit 50 Joule ebenfalls. Die vermeinliche Schnittmenge ist also eher sehr theoretischer Natur.

            Eher kann man sagen, dass Luftgewehre üblicherweise die 5-10 fache Gechossenergie wie starke(!) Luftgewehre fabrizieren. Bei WBK-pflichtigen Luftgewehren scheinen eher so 15-20 Joule üblich zu sein.

            Und dann kommst Du mit den obigen Stichworten und der Überlegung, welcher Druck wo wie lange ansteht vielleicht etwas weiter.

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            • #7
              Zitat von Fox Beitrag anzeigen
              Bei WBK-pflichtigen Luftgewehren scheinen eher so 15-20 Joule üblich zu sein.
              Nein. Für die Disziplin Field-Target ist das Limit 16 Joule.
              Ansonsten geht die Range bei Luftgewehren bis weit über
              1000 Joule. Häufig anzutreffen sind 40 Joule weil die noch
              relativ leise sind und für die Kleintierjagd ausreichen. Es
              gibt aber auch sehr viel mehr.

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