Der Luftdruck
Was drückt da eigentlich?
Der Luftdruck ist eine wichtige Kenngröße, wird aber oft. vernachlässigt. Warum? Vermutlich deshalb, weil wir biologisch nicht in der Lage sind Drücke wirklich wahr zu nehmen. Lediglich bei plötzlichen Druckunterschieden bemerken wir einen 'Druck' auf den Ohren. Doch was drückt da eigentlich?
Das nachfolgende Applet soll Ihnen helfen, eine Vorstellung davon zu bekommen.
Danach folgt ein Video von Dirk Steffens, dass die physikalische Entdeckung des Luftdrucks und seine Interpretation zeigt.
Luft ist hat eine Masse
Magdeburger Halbkugeln
Was zeigt das Applet?
Zunächst soll die kleine Skizze Ihnen zeigen, was eine Atmosphäre ist. Das haben Sie schon kennengelernt, denn die Atmosphäre ist die LUFT, die sich aus unterschiedlichen Bestandteilen zusammensetzt, also ein GEMISCH ist. Dieses Gemisch wird aufgrund seiner Masse durch die Erdanziehungskraft als Gashülle um die Erde gehalten.
Das Wort Atmosphäre hat seinen Ursprung im Altgriechischen:
sprich: atmós: Dampf sprich: sfaira: Kugel
In einer einfachen mathematischen Modellierung kann man abschätzen, wie groß das Volumen dieser Atmosphäre ist.
Hinweis:
Diese Rechnung ist wirklich nur als Abschätzung zu verstehen, denn einen Festkörper (Erde) in einem Gas anzunähern ist relativ schwierig. Das Applet tut so, als ob die Erde die Atmosphäre genauso verdrängt, wie Sie das Wasser in der Badewanne, was aber leider bei Gasen nicht so einfach ist.
Das zweite Problem ist, wie man vom Volumen zur Masse kommt, das funktionieret über die Dichte, aber auch hier gibt es Probleme, denn Gase sind sehr temperaturempfindlich.
Die angenommene mittlere Dichte von gilt nur in Bodennähe und nimmt mit zunehmender Höhe ab.
Trotzdem zeigt das Applet, das diese Atmosphäre eine enorme Masse hat, der in der Literatur mit:
5,15 Billiarden Kilogramm 5.150.000.000.000.000.000 kg angegeben wird. Diese gesamte Masse verteilt sich annähernd gleichmäßig um die Erdkugel. Diese gleichmäßige Verteilung führt zu dem Begriff der Homosphäre.
Um das überschaubar zu halten, schaut man, welche Masse auf einen Quadratmeter kommt. Das sind dann in etwa 10.000 kg auf einen Quadratmeter.
Auch hierzu können Sie auf
Leifi - Luftdruck
interessante Anregungen finden.
Um zur Ausgangsfrage zurück zukommen:
Der Druck auf den Ohren ist die Luftmasse, die da auf das Trommelfell drückt. Wenn Sie schon einmal getaucht sind, dann kennen Sie das auch. In zunehmender Tiefe steigt der Druck, weil sich mehr Wasser Über Ihnen befindet.
Wenn Sie schnell nach oben gleiten (Flugzeugstart) dann verringert sich der Druck auf das Trommelfell und bei schnellem Gleiten nach unten (Flugzeuglandung) vergrößert sich der Druck. Beide Veränderungen nehmen Sie unangenehm wahr, aber sie wissen auch, dass Sie dass durch Schlucken ausgleichen können. Ähnliche Druckunterschiede können auftreten bei:
Tunneldurchfahrten
Seilbahnen
schnell fahrenden Aufzügen.
Wenn Sie das näher interessiert, dann schauen Sie unter dem Begriff Eustachi-Röhre im Internet nach.