Otto von Guericke und der Luftdruck

Lösungsblatt zur Sendung „Otto von Guericke und der Luftdruck“
Sendereihe: Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik
Lösungen der Arbeitsblätter
Arbeitsblatt 1, zweiter Teil:
1. Zirka 1 bar = 1000 hPa
2. Wir selbst spüren den Luftdruck nicht, weil der Körperinnendruck (Zelldruck) allgemein
mit ihm identisch ist.
3. Im Inneren des Ohrs passt sich gelegentlich der Druck der Luft nicht schnell genug
dem äußeren Luftdruck an, wenn er mit der Höhe abnimmt. Die Druckdifferenz spüren
wird als Kraft auf das Trommelfell.
4. Überdruck bedeutet die Differenz vom absoluten Druck im Autoreifen zum Luftdruck (1
bar). Im vorderen Reifen gilt beispielsweise der Richtwert 1,8 bar. Also muss im Reifen
ein Druck von 2,8 bar herrschen, damit diese Vorgabe erfüllt ist.
5. Dies ist vergleichbar mit der Kraft, die aufgewendet werden muss, um 24.000 Tafeln
Schokolade hochzuheben.
6. Der äußere Luftdruck drückt den Saft in den Strohhalm, wenn man durch Saugen
einen Unterdruck erzeugt.
Arbeitsblatt 2
1. In der Flasche ist bereits Luft. Diese kann nicht durch den Luftballon verdrängt
werden. Dieses Experiment zeigt, dass Luft genauso wie feste und flüssige Stoffe einen
Raum einnimmt und sich nicht ohne Weiteres verdrängen lässt.
2. Die Luft drückt von unten gegen den Pappdeckel. Die Kraft, die durch den Luftdruck
von unten auf den Pappdeckel ausgeübt wird, ist größer als die Gewichtskraft der im
Becher befindlichen Wassermenge. Deshalb fällt der Pappdeckel nicht herunter, das
Wasser kann nicht auslaufen.
3. Der auf der Zeitung lastende Luftdruck drückt das Papier auf den Tisch. Beim Schlag
auf das Lineal kann die Luft nicht schnell genug zwischen die Tischplatte und die Zeitung
nachströmen. Bei diesem Experiment kann das Lineal brechen! Der Versuch zeigt, dass
Luft eine Masse hat und einen Raum einnimmt.
4. Mit wechselndem Luftdruck bewegt sich der Strohhalm nach oben oder nach unten. Bei
schönem Wetter wird die Luftballonhaut durch den Luftdruck nach unten gepresst und
der Zeiger hebt sich damit. Bei schlechtem Wetter ist es umgekehrt.
Arbeitsblatt 3
1. Die am Äquator erwärmte leichte Luft steigt auf, kühlt sich in der Höhe ab. Kalte Luft
an den Polen sinkt an den Breitenkreisen zu Boden.
2. Winde entstehen aufgrund der Druckunterschiede, die durch die Hoch- und
Tiefdruckgebiete entstehen. Je größer der Druckunterschied ist, umso stärker wehen die
Winde.
3. Aus den subtropischen Hochdruckgebieten strömt Luft in die äquatoriale Tiefdruckrinne
nach. Diese Luft hat eine geringere Geschwindigkeit nach Osten. Da sich die
Erdoberfläche am Äquator am schnellsten dreht, muss die Luft gegenüber der
Erdoberfläche zurückbleiben (siehe auch: Corioliskraft). Diese Luft strömt also nicht
genau von Norden zum Äquator, sondern aus Nordosten. Daher haben diese Winde den
Namen Nordost-Passat.
4. Die vom Nordpol abfließende Luftmasse wird nach Osten abgelenkt, da die Luft
aufgrund ihrer Trägheit langsamer ist als die Erdrotation. (Die Winkelgeschwindigkeit an
den geographischen Breiten wird zum Äquator hin schneller. Siehe auch Aufgabe 3).
5. Wärmere Luft steigt auf, es entsteht ein Hochdruckgebiet. Kältere Luft sinkt ab, es
entsteht ein Tiefdruckgebiet.
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Schulfernsehen multimedial 2006
6. Sinkt die Luft ab, hat dies neben dem Druckanstieg zur Folge, dass sich die Luft
erwärmt (zirka 1°C/100 Meter Höhendifferenz). Man bezeichnet dies als adiabatische
Erwärmung. Die sogenannte adiabatisch erwärmte Luft kann mehr Wasserstoff
aufnehmen als die kalte Luft. Darum lösen sich die Wolken auf oder werden dünner und
Niederschläge klingen ab.
7. Auf der Südhalbkugel gilt: In ein Tiefdruckgebiet (Zyklon) fließt die Luft im
Uhrzeigersinn. Die aus einem Hochdruckgebiet (Antizyklon) herausfließende Luft strömt
gegen den Uhrzeigersinn aus dem Hoch heraus.
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Schulfernsehen multimedial 2006