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Das Physik Experiment der implodierenden Dose ist besonders beeindruckend, weil es die ungeheure Kraft des Luftdrucks zeigt und einen schönen Knalleffekt hat. Den Versuch gibt es auch in "groß" und mit Video: Statt einer Dose wurde an der Universität von Minnesota ein Fass für diesen Versuch verwendet.
Was wird gebraucht?
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eine leere Getränkedose
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Herdplatte, Gas- oder Kerzenflamme
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Wasser
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eine Grillzange, um die heiße Dose anzufassen
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eine Schale mit kaltem Wasser (am besten mit Eiswürfeln)
Was ist zu tun?
Man fülle die Dose etwa ein Zentimeter hoch mit Wasser (das entspricht vier bis fünf Esslöffeln) und stelle sie bei mittlerer Hitze auf eine Herdplatte oder über eine Kerzenflamme. Vorsicht: Die Dose wird dabei sehr heiß!
Man lässt das Wasser kurz kochen, nimmt dann die Dose mit der Zange, dreht sie schnell um und stellt sie kopfüber in die Schale mit kaltem Wasser (siehe Foto). Die Dose implodiert fast augenblicklich mit einem lauten Knall.
Was ist geschehen?
Erhitzt man das Wasser, verdrängt der entstehende Wasserdampf die Luft in der Dose. Kühlt man nun die Dose ab, so kondenisert das Wasser und es entsteht ein Vakuum. Infolgedessen zerquetscht der die Dose umgebende Luftdruck diese.
Wie beim Kerzenaufzug steigt auch ein wenig Wasser auf .
(Eine Quelle für diesen Versuch war eine Show von Mad Science)
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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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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