Wie kommt die merkwürdige Einheit mbar l/s für die Leckrate zustande?
Frage: Wie kommt eigentlich die merkwürdige Einheit mbar · l/s für die Leckrate zustande? Kann man sich darunter irgend etwas vorstellen?
Antwort: Wenn der Wasserhahn tropft, kann man die Leckrate z. B. einfach in l/h (Liter pro Stunde) angeben. Da Gase komprimierbar sind, hängt das Volumen vom Druck ab, den man hier in mbar (1/1000 bar) angibt. 1 mbar l/s bedeutet bei normalen Umgebungsbedingungen einen Gasverlust von einem Kubikzentimeter pro Sekunde.
Hintergrund: Eine "Rate" bedeutet irgend etwas "pro Zeit". So gibt eine Geburtenrate etwa an, wieviele Kinder pro Jahr geboren werden. Eine Rate für den Kredit des neuen Autos zeigt, wieviel Geld pro Monat bezahlt werden muss. Entsprechend gibt eine Leckrate an, wieviel Gas pro Zeiteinheit aus einem Leck strömt.
Während bei Flüssigkeiten die Angabe des Volumens ausreichend ist, um eine Flüssigkeitsmenge zu beschreiben, muss bei Gasen die Kompressibilität berücksichtigt werden. Nehmen wir beispielsweise einen Liter Gas, der in einem Behälter unter 10 bar Druck steht. Nach Durchströmen eines Lecks in der Behälterwand auf der Außenseite nimmt er unter normalen atmosphärischen Bedingungen (1 bar Absolutdruck) ein Volumen von 10 Litern ein.
Das Gesetz des idealen Gases lehrt, dass das Produkt von Druck und Volumen gleich bleibt, wenn das Gas von einem Zustand (innen, 10 bar · 1 l = 10 bar · l) in einen anderen übergeht (außen, 1 bar · 10 l = 10 bar · l). Betrachtet man dies unter dem zeitlichen Aspekt, so wird daraus eine "Rate" und die in Europe gebräuchliche Einheit mbar · l/s. Die gesetzliche Einheit, zusammengesetzt aus SI-Einheiten, wäre z.B. Pa m3/s. Eine noch vorstellbare Leckrate ist etwa die gewöhnlich als "wasserdicht" betrachtete Leckrate von 1 · 10-4 mbar · l/s, die einer Gasmenge von der Größe eines feinen Salzkorns pro Sekunde entspricht.
Eine gute Möglichkeit sich eine Vorstellung von kleinen Leckraten zu machen, ist die Umrechnung auf den Zeitraum, im dem eine bestimmte Gasmenge aus einem gegebenen Prüfobjekt entweicht. So ist mit adixen Helium-Lecksuchgeräten noch eine Leckrate von 1 · 10-11 mbar · l/s messbar. Das entspricht einem Einwegfeuerzeug, dass in 50 Millionen Jahren seinen Gasvorrat verliert.