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Diese Versuch ist ein Klassiker, den gewiss viele kennen.
Interessant ist vor allem die Frage, warum das Wasser in dem Glas aufsteigt. Ist es nur - wie oft behauptet - der Sauerstoff, der verbraucht wird, oder steckt doch mehr dahinter.
Was wird gebraucht?
Was ist zu tun?
Man nehme das brennende Teelicht, setze es in den Teller mit Wasser und stelle das Glas über die Kerze.
Was ist geschehen?
Diese Frage wird oft sehr unterschiedlich beantwortet. Die Erklärung, die üblicherweise angeführt wird, lautet: Die Kerze verbraucht die Luft, und deshalb steigt Wasser in das Glas.
Diese Erklärung kann jedoch deshalb nicht stimmen, weil die Kerze zwar Sauerstoff verbraucht, diesen dabei aber nur in etwas anderes umwandelt.
Brennt die Kerze entsteht Kohlendioxid sowie Wasser in Form von Wasserdampf. Daher beschlägt bei diesem Versuch auch oft das Glas.
Diese Mischung braucht tatsächlich weniger Platz als Sauerstoff und Kohlendioxid löst sich gut in Wasser. Damit wäre zwar ein wenig Platz im Glas für das Wasser entstanden, aber dies allein kann nicht der Grund sein, dass das Wasser im Glas derart hoch steigt.
Wichtiger scheint die Tatsache, dass sich die Luft im Glas erwärmt, ausdehnt und aus dem Glas entweicht. Stülpt man das Glas schnell und von der Seite über die Kerze, blubbert es sogar im Teller. Anders ist dies, wenn man das Glas langsam von oben über die Kerze senkt. Dann wird die Luft bereits erwärmt, während sich das Glas nach unten bewegt. Sie dehnt sich aus und entweicht, bevor das Glas das Wasser überhaupt berührt. Ein Blubbern kann dann nicht mehr beobachtet werden.
Interessant ist auch die Frage, wie denn nun das Wasser genau in das Glas gelangt. Durch die entweichende Luft entsteht Platz, den das Wasser füllt. Allerdings wird das Wasser nicht in das Glas gesogen, sondern von dem größeren äusseren Luftdruck in das Glas gedrückt.
Unter dem Begriff Druck versteht man eine Kraft auf eine bestimmte Fläche. Je größer die Kraft und je kleiner die Fläche, desto größer der Druck. Eine Nadel auf der Haut ist bei gleicher Kraft deutlich unangenehmer als ein Nagel. Luftdruck bezeichnet die Kraft, die eine Luftmenge oder so genannte Luftsäule auf eine Fläche ausübt.
Dieses Phänomen im Alltag
Druckunterschiede gehen mit starken Kräften einher. Dies ist auch der Grund, warum im Flugzeug der Innendruck der Kabine nach dem Start abgesenkt wird. Nur so lässt sich verhindern, dass die Kräfte auf den Flugzeugrumpf zu groß werden.
Ansonsten lässt sich die Kraft von Luftdruck auch prima an Saugnäpfen erfahren und die gibt es überall - nicht nur im Haushalt. In der Natur sind sie weit verbreitet - Kraken und Schnecken sind sicher die bekanntesten Beispiele. Aber genauso kommen sie in vielen technischen Anwendungen zum Einsatz. Ein Saugnapf hält, weil zwischen ihm und der Oberflächen, an der er haftet, ein Unterdruck herrscht.
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Man wiederhole den oben beschriebenden Versuch mit etwas weniger Wasser und lege außerdem eine Münze in den Teller. Am Ende des Experimentes kann man das Geldstück aus dem Teller nehmen, (fast) ohne sich die Hände nass zu machen.
Am eindrücklichsten hat sicherlich Otto von Guericke Mitte des 17. Jahrhunderts die ungeheure Kraft von Luftdruck demonstriert. Er legte zwei hohle Halbkugeln so aneinander, dass sie eine Kugel bildeten. Dann erzeugte er in ihrem Inneren ein Vakuum, indem er er die Luft aus dem Hohlraum pumpte. 16 Pferde vermochten es nicht, die besagten Halbkugeln wieder auseinander zu bringen. Nicht das Vakuum hält die Halbkugeln dabei zusammen, sondern die sie umgebende Luft. Guericke wollte beweisen, dass ein leerer Raum und damit ein "Nichts" existieren kann - und es konnte. Das war damals eine sensationelle Entdeckung. Schon Aristoteles befasste sich mit der Frage nach dem Nichts und ging davon aus, dass überall, wo Raum ist, auch Materie sein muss. Die Luftpumpe, die Guericke verwendete, hatte er übrigens kurz zuvor selbst entwickelt.
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