Physik-Hinweise zu Sprachkiste „Haftende Becher (10)“
Die Erdanziehungskraftwirkt auch auf die Lufthülle der Erde. Darum drückt deren Gewicht auf alle Gegenstände unserer Erde: Diese Lufthülle ist 10 km dick. Wir sprechen von Luftdruckund sind an diesen Luftdruck gewöhnt.
Unsere Lunge würde sogar platzen, wenn der Luftdruck verschwände.
Daher tragen Raumfahrer einen Druckanzug, der den Druck künstlich herstellt.
Der Luftdruck hängt von der Anzahl der Luftteilchen in einem bestimmten Raumab; wir sprechen von Luftdichte. Je größer die Luftdichte in diesem Raum ist, desto höher ist der Luftdruck.
Warme Luft hat eine geringere Luftdichte als kalte Luft, weil die warmen Teilchen stärker hin und her schwingen und sich dadurch ihr Abstand vergrößert.In unserem Versuch erwärmt die Kerze die Luft; die sich stärker bewegenden Luftteilchen drängen aus dem Becher und vermindern so die Luftdichte. Wenn später die beiden über einander gestülpten Becher den Innenraum dicht abschließen und sich die Luft wieder abkühlt, sinkt der
Innendruck, während der Umgebungsdruck weiter auf die beiden Becherer wirkt.
Bei den Plastikbechern können wir sogar sehen, wie die Plastikwände auf Grund des Unterdrucks im Innenraum nach innen gedrückt werden.
Einige Beispiel aus unserem Umfeld:
In einem abgeschlossenen Raum wird durch Erwärmung der Luftdruck erhöht.
• Wenn wir Eier kochen, picken wir ein Loch in die Schale; beim Kochen wird die Luft im Ei nämlich erwärmt, der Druck steigt und würde die Schale platzen lassen. Durch das kleine Loch kann sie entweichen.
• Das gilt auch für in heißem Wasser erwärmte Weißwürste; die sollte man anstechen, damit die Haut nicht platzt.
• Tennisbälle springen in der Hitze stärker als bei kalten Außentemperaturen, weil ihr Innendruck bei Hitze steigt.
• Wenn es kalt wird, müssen wir die Fahrradreifen nachpumpen, weil ihr Luftdruck infolge der tiefen Temperatur nachgelassen hat.
Zusätzlicher Versuch „sterbende Kerze“
Für diesen Versuch braucht ihr:
ein Glas, ein Teelicht einen Gasanzünder eine kleine Plastikschale,
etwas Wasser und eventuell einen Tropfen Lebensmittelfarbe.
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Gießt etwas Wasser in die Plastikschale, so dass der Boden gerade bedeckt ist. Gebt einen Tropfen Lebensmittelfarbe dazu, dann könnt ihr die folgenden Vorgänge besser beobachten.
Setzt das Teelicht auf das Wasser; es soll gerade schwimmen können. Zündet nun das Teelicht an und stülpt das Glas über das brennende Teelicht.
Schaut genau auf das Wasser in der Schale. Seht ihr die kleinen Bläschen? Durch die Erwärmung der Luft im Glas werden Luftteilchen nach außen gedrückt; das sind die kleinen Bläschen.
Aber es passiert noch etwas Spannendes: Nach einiger Zeit geht das Teelicht aus, weil der Sauerstoff verbraucht ist. Die Luft im Glas kühlt sich wieder ab. Es entsteht ein Unterdruck, weil ja während der Erwärmung Luftteilchen hinaus gedrückt wurden. Jetzt drückt der höhere Umgebungsdruck das Wasser ins Glas. Wenn die Schale leicht genug ist, wird sie so fest angesaugt, dass sie am Glas haften bleibt, wenn ihr das Glas hoch hebt.
Siehe auch: Sachkiste warme Luft
Glas
www.zauberhafte-physik.net Datei: 10-Physik-Hinweise Haftende Becher – Thema: Warme Luft - Stand: 19.02.2019
Lufthülle bzw. Luftsäule 10 N/cm²
Druckkochtopf
Die im Topf erwärmte Luft erzeugt Überdruck und der ermöglicht höhere Siedetemperaturen; höhere Siedetemperaturen führen zu geringen Garzeiten.
Um den Deckel zu öffnen, muss man erst warten, bis sich die Luft abgekühlt hat.
Einmachgläser
Die Gläser werden in heißem Zustand geschlossen. Durch die Abkühlung entsteht ein Unterdruck. Der Unterdruck verbessert die Abdichtung und verhindert Schimmelbildung.
Hausbelüftung in Asien
Die aufsteigende warme Luft versetzt die Spirale in Drehung. Durch die Drehung wird ein Luftstrom im Haus erzeugt, der zur Belüftung beiträgt.
Weihnachtspyramide
Die nach oben strömende Luft versetzt den Propeller in Drehung.
