Otto von Guericke und der Luftdruck
Transcrição
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. © 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. © Schulfernsehen multimedial 2006