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Textversion des Videos

Transkript Schweredruck und Luftdruck

Hallo. In diesem Video geht es zunächst um den Schweredruck, zum Beispiel von Wasser. Dazu möchte ich mit euch eine Rechnung durchführen. Danach geht es um den Luftdruck. Dazu möchte ich euch zeigen, wie man diesen misst. Schauen wir uns den Schweredruck mal am Beispiel des Tauchens an. Dies ist ein langes, kreisförmiges Gefäß, das mit Wasser gefüllt ist. Es könnte beispielsweise das Meer sein. Und dies ist ein Taucher, der in dem Gefäß langsam immer tiefer herunter schwimmt. Und je tiefer er kommt, desto größer wird der Druck, den er zum Beispiel sehr stark auf seinen Ohren merkt. Ich glaube diesen Druck, der immer stärker wird, je tiefer man kommt, haben wir alle schon einmal gespürt, besonders wenn man ganz schnell hinabgetaucht ist. Aber wie viel Druck ist das denn jetzt genau? Wir kennen ja schon die Formel für den Druck p. Die ist: p=F/A. Wir schreiben hier FG, denn in unserem Fall ist F die Gewichtskraft des Wassers, die auf den Menschen drückt. Aber um einen genauen Wert für den Druck herauszufinden, der auf den Ohren des Tauchers lastet, müssen wir die Formel noch ein wenig verändern. Wir wissen, dass FG das Gleiche ist wie m×g, also Masse mal den Ortsfaktor. Jetzt können wir FG dadurch ersetzen. Also erhalten wir dann: p=(m×g)/A (wobei m×g für FG steht). Auch wissen wir, dass m (die Masse) dasselbe ist wie Dichte mal Volumen, also ρ×V. Und jetzt können wir auch das in die Formel einsetzen, dann erhalten wir: p=(ρ×V×g)/A (wobei ρ×V für die Masse steht). Und jetzt ersetzen wir noch ein letztes Mal etwas, nämlich das Volumen V, das ist nämlich dasselbe wie h×A. Man kann nämlich das Volumen eines solchen Körpers immer mit der Grundfläche A, die befindet sich hier, mal der Höhe h, die ist hier, berechnen. Nun können wir also in der Formel auch das Volumen ersetzen. Dann erhalten wir: ρ×h×A×g/A. Und die beiden A können wir gegeneinander kürzen. Dann erhalten wir endlich unsere endgültige Formel, die ist dann: p=ρ×h×g (also Dichte mal Höhe mal Ortsfaktor). Und das ist dann die endgültige Gleichung für den sogenannten Schweredruck. Jetzt, wo wir so eine schöne Formel hergeleitet haben, wollen wir doch auch einmal genau wissen, wie viel Druck auf den Ohren des Tauchers lastet. Wir kennen schon die Dichte des Wassers, diese beträgt 1000kg/m³. Außerdem kennen wir die Höhe h. Das ist nämlich das Stück, das der Taucher tief getaucht ist, in unserem Fall 2m. Und auch den Ortsfaktor g auf unserer Erde kennen wir, er beträgt nämlich ungefähr 10N/kg. Diese Werte können wir nun alle in die Formel einsetzen. Dann erhalten wir: p=(1000kg/m³)×2m×(10N/kg). Und das ergibt dann p=20000 pa. Das ist ganz schön viel. Der Druck in der Tiefe des Wassers muss also ganz schön groß sein. Wir können das Ganze auch umrechnen in eine andere Druckeinheit, das sind dann 0,2 bar bei nur 2m Wassertiefe. Das heißt bei 10m Wassertiefe hat man schon einen Druck von 1bar. Und bei 20m spürt man doppelt so viel Druck. Uns Menschen kann das schaden, weil in unseren Lungen ein sehr viel niedrigerer Druck herrscht, sie sind ja mit Luft gefüllt. Fische zum Beispiel sind auf den Druck eingestellt. Wichtig ist, wir sehen in der Formel, wovon der Druck abhängt. Er hängt einmal ab von der Dichte des Stoffes, also ρ, und von der Tiefe, in der wir uns befinden. Beziehungsweise haben wir es hier mit h=Höhe bezeichnet. Der Druck hängt also nicht von der Größe des Gewässers oder des Behälters ab und auch nicht von seiner Form. Das werden wir nun mal betrachten. Dies sind 3 miteinander verbundene Gefäße, die alle eine unterschiedliche Form haben. Nun geben wir in das linke Gefäß Wasser hinein und schauen, was passiert. Das Wasser verteilt sich in alle 3 Gefäße, aber immer auf der gleichen Höhe. Das bedeutet, dass der Wasserdruck auf gleicher Höhe immer gleich ist, egal in welchem Gefäß, denn sonst würde sich das Wasser anders verteilen. Denn wir haben ja schon gesehen, der Druck hängt nur von der Dichte des Stoffes und von der Höhe ab. Nun kommen wir mal weg von der Flüssigkeit zum Gas, dem Luftdruck. Dies hier sind zwei schöne Berge und ein Tal dazwischen. Im Tal ist der Luftdruck besonders hoch, auf dem Berg dagegen ist er relativ niedrig. Das habt ihr bestimmt schon einmal gehört, dass es auf dem Berg weniger Luft gibt und man schwieriger atmen kann. Und genau diesen Luftdruck kann man auch messen, und zwar mit einem Barometer. Das sieht etwa so aus wie ein etwas verformtes Reagenzglas, und es ist gefüllt mit Quecksilber. Ganz da oben ist das Barometer luftleer, es befindet sich also nichts darin. Und so kommt auch der Höhenunterschied zustande, denn der Druck von dem höher aufragenden Quecksilber auf der linken Seite gleicht genau dem Druck der Luft auf der rechten Seite. Und steigt jetzt zum Beispiel der Luftdruck, weil wir ins Tal kommen, dann stimmt der Ausgleich nicht mehr und das Quecksilber wird auf der rechten Seite nach unten gedrückt und wandert dementsprechend auf der linken Seite nach oben. So, dass das Ganze dann wieder ausgeglichen ist. Wenn man dann links noch eine Messskala aufträgt, kann man so immer den Luftdruck messen. Für das Wetter nämlich kann man so ein Barometer super verwenden. Prinzipiell gilt: Wenn es schön ist, ist die Luft tief am Boden. Das heißt, wir messen einen hohen Luftdruck. Ist aber schlechtes Wetter, dann befindet sich die Luft weiter oben, das heißt, wir messen hier unten auf der Erde einen tieferen Luftdruck. Also für den Alltag haben wir gelernt über den Schweredruck: Vorsicht beim Tauchen, denn der Schweredruck ist schon in relativ geringen Tiefen richtig gefährlich. Und was den Luftdruck angeht, könnt ihr euch doch mal ein Barometer basteln, das ist nämlich gar nicht so schwer. Und dann seid ihr immer über das aktuelle Wetter informiert. Nun sind wir am Ende dieses Videos.

Informationen zum Video
11 Kommentare
  1. Default

    Hat mir im großen und ganzen viel geholfen, nur wie hast du die verschiedenen Einheiten zusammen gerechnet?

    Von Paulaweber2000, vor 7 Monaten
  2. Default

    Liebe Sandra,
    ich hätte mir gewünscht, dass die Herleitung der Formeln besser erklärt würde. Was zum Beispiel ist ein Ortsfaktor? Oder was ist Pascal und dann diesen auf einmal noch in bar dargestellt. Leider kommen diese Dinge zu kurz und dadurch ist das ganze Video (ich habe nur den Teil mit der Flüssigkeit gesehen nicht den Teil mit der Luft) unverständlich. Schade, da hatte ich mir mehr von erhofft. Vielleicht kann es nochmal überarbeitet werden?

    Von Bmg Martin Gronau, vor 12 Monaten
  3. Default

    Ein Barometer selber zu bauen ist gefährlich denn Quecksilber ist hoch giftig

    Von Claudiakommichau, vor etwa einem Jahr
  4. Default

    Etwas unübersichtlich

    Von Claudiakommichau, vor etwa einem Jahr
  5. Default

    Meine videos warden nicht richtig abgespielt ...es stoppt immer
    wie kann ich das aendern obwohl mein wifi schnell genug ist

    Von Azyza, vor etwa einem Jahr
  1. Default

    Verwirrend wie du am anfangen auf die Hansen formeln kommst

    Von Skulzer, vor etwa 2 Jahren
  2. Nikolai

    @Dominique: Hinterhältig war das bestimmt nicht gedacht von Sandra. Das richtige Rechnen mit Einheiten ist wichtig! Vielleicht kommt in der nächsten Klassenarbeit eine ähnlich "hinterhältige" Aufgabe dran die du dann richtig lösen wirst.
    Lg

    Von Nikolai P., vor etwa 3 Jahren
  3. Default

    Die Testfrage ist ziemlich hinterhältig, das das Video die Aufgabe mit anderen Maßeinheiten erklärt, und man so erst mal auf das falsche Ergebnis kommt. Warum verwirrt ihr uns so?

    Von Dominique 1, vor etwa 3 Jahren
  4. Nikolai

    @Dennis: Du hast recht das Quecksilber sehr giftig ist allerdings ist Quecksilber auch einer der schwersten Stoffe der bei Normalbedingungen flüssig ist. Heutzutage gibt es zwar nicht toxische Flüssigkeiten mit einer vergleichbaren Dichte aber damals gab es keine Alternative. Die gerbäuchlichen Barometer sind deshalb auch keine Flüssigkeitsbarometer sondern Dosen- oder Röhrenbaromter.

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  5. Image

    Hallo, hat mir sehr geholfen, danke. :D

    Warum sagst du am Ende, dass man so ein Barometer leicht selber bauen kann??? Quecksilber ist meiner Meinung nach einer der giftigsten Stoffe, die es gibt... wird noch nicht mal in der Schule verwendet!! Kann man ein Barometer auch mit einer anderen Flüssigkeit bauen, die nicht so giftig ist und man nicht unbedingt ein 9m hohes Barometer braucht???

    Aber wie gesagt, hat mir trotzdem geholfen.

    Von Dennis S., vor mehr als 3 Jahren
  6. Default

    Danke Sandi,

    hat mir echt viel geholfen... Endlich kenne ich mich aus...

    Von Javidsharifi, vor mehr als 3 Jahren
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