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Kavitationswirkung des Ultraschalls, Gasblasenkavitation

Akustik Ak 2.1 Versuch 1.2

Einführung

Bei der Einwirkung von Ultraschall auf Flüssigkeiten bilden sich Gasblasen, die mit wachsender Größe aus dem Bereich des Schallfeldes aufsteigen.

Material

Stativfuß
2 x Stativstange, 4kt, l = 400 mm
2 x Doppelmuffe
2 x Universalklemme
Küvette, 150 mm x 55 mm x 100 mm
Glycerin, 250 ml
Ultraschallgenerator
Wasser

Versuchsaufbau Versuchsaufbau s. Abb. 2 (Ultraschallgenerator Betriebsart: Sinus) Die Küvette ist etwa bis zur Hälfte mit Leitungswasser gefüllt. Auf die Stirnfläche des Ultraschallgebers wurden einige Tropfen Glycerin als Kopplungsschicht vor dem Aufsetzen der Küvette gegeben. Durchführung Die Schalleistung wird langsam erhöht und die Flüssigkeit beobachtet.

Abb. 2

Ergebnis

Mit zunehmender Schalleistung entstehen Gasblasen, die an Größe zunehmen und nach oben steigen.

Anmerkung

Die beobachtete Erscheinung bezeichnet man speziell als weiche oder Gasblasen-Kavitation. In der Unterdruckphase der Schallwelle werden gelöste Gase aus der Flüssigkeit ausgetrieben. Bei hohen Schallintensitäten tritt auch in völlig entgasten und gereinigten Flüssigkeiten Blasenbildung ein. Hier handelt es sich in den Unterdruckphasen um ein echtes Zerreißen der Flüssigkeit. Man spricht dann von harter oder Dampfblasen-Kavitation.

Hinweis

Die Kavitationswirkung ist besonders deutlich zu beobachten, wenn als Flüssigkeit Mineralwasser verwendet wird.