Der Luftdruck

1. Einleitung anhand vom Parfümexperiment

Parfüm wird in einer Ecke eines Raums versprüht. Nach einiger Zeit ist der Parfümduft im ganzen Raum zu riechen.

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2. Was hat das Parfümexperiment mit Luftdruck zu tun?

Die Luftteilchen bewegen sich die ganze Zeit ungeordnet im Raum in alle Richtungen. Dabei treffen und stoßen sie auch ständig auf die Parfümteilchen, so dass nach einger Zeit überall im Raum Parfümteilchen befinden.
Diesen Vorgang nennt man DIFFUSION.

Merke: Gas nimmt immer komplett den zur Verfügung stehenden Raum ein.

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3. Die allgemeine Formel für den Druck

Druck= Kraft / Fläche gilt für jede Art von Druck, auch für Gase bzw. hier den Luftdruck.
Dabei üben die eingesperrten Luftteilchen in alle Richtungen (nach oben, unten, rechts, links) Kräfte auf die Wandflächen (allg.: auf jede Begrenzungsfläche, z.B. Luftballon, Glas, etc.) aus.

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3.1. Das Ballon-Experiment

Ein kleiner Luftballon wird unter die Glocke einer Vakuumpumpe gelegt. Anschließend wird unter der Glocke ein Vakuum erzeugt.
Ergebnis: Der Luftballon wird größer.
Erklärung: Der äußere Luftdruck wird durch das Luftwegpumpen kleiner, der äußere Luftdruck drückt also nicht mehr so stark von außen auf die Ballonhülle. Deshalb dehnt die Ballonfülle sich aus, der Luftballon wird größer.

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3.2. Die Magdeburger Kugeln

Die Luft aus zwei zusammengehaltenen Halbkugeln wird herausgepumpt.
Ergebnis: Die Kugelhälften können nicht mehr auseinander gezogen werden.
Erklärung: Der äußere Luftdruck drückt von außen auf die Kugelhälften, d.h. die Luftteilchen prasseln ständig von allen Richtungen auf die Kugelhälften. Innen in der Kugel ist keine Luft mehr, es kann also von Innen nichts mehr drücken. Der äußere Luftdruck drückt so stark auf die Kugelhälften, dass selbst ein kräftiger Mensch die Kugelhälften nicht mehr auseinander ziehen kann. So groß ist also die Kraft, die die Luftteilchen durch das ständige Draufprasseln von außen auf die Kugelhälften erzeugen!

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3.3. Das Erlenmeyerkolben-Experiment

Ein Erlenmeyerkolben wird evakuiert, d.h. die Luft wird herausgepumpt.
Hält man den Kolben in ein Wasserbecken, so strömt fontänenartig Wasser in den Kolben.
Grund: Über der Wasserfläche, über die ich den Kolben eintauche, fehlt der äußere große Luftdruck, also strömt das Wasser solange nach oben, bis sich ein genauso großer Druck durch die Wassersäule wie der äußere Luftdruck aufbaut.

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3.4. Das Glasexperiment

Kippt man ein randvoll mit Wasser gefülltes Glas, das mit einem Blatt Papier bedeckt ist, um, so fällt das Papierblatt nicht herunter.
Erklärung: Der Luftdruck von außen drückt von unten nach oben auf das Papierblatt, und zwar so stark, dass das Papierblatt die darüberstehende Wassersäule im Glas trägt.