Druck in Gasen

Lina! Schau, wie riesig mein Ballon ist! Was glaubst du, wie viel größer er werden kann? Ich glaube, dass ist keine gute ... … Idee. Warum ist Leons Ballon geplatzt?

Wenn Leon in den Ballon pustet, füllt er sich mit Luft. Die Luft besteht aus winzigen Partikeln, die sich in alle Richtungen bewegen – wie jedes andere Gas! Wenn sich die Teilchen bewegen, kollidieren sie miteinander und treffen auf die Innenfläche des Ballons. Wenn die Luftpartikel auf die Innenfläche des Ballons treffen, üben sie eine Kraft darauf aus. Dadurch entsteht Druck.

Die Höhe des Drucks hängt von der Kraft ab, mit der die Partikel auf die Ballonoberfläche treffen. Je mehr Partikel sich im Ballon befinden und je schneller sie sich bewegen, desto mehr Kraft üben sie aus, und desto höher steigt der Druck. Irgendwann, halten die Wände des Ballons dem Druck nicht mehr stand und reißen – der Ballon platzt! Du kannst den Ballon auch auf andere Weise zum Platzen bringen, indem du den Druck erhöhst. Was passiert, wenn man einen aufgeblasenen Ballon richtig fest zusammendrückt?

Während du ihn zusammendrückst, reduzierst du den Raum, in dem sich die Partikel im Ballon bewegen können. Die Teilchen kollidieren und schlagen öfter gegen die Ballonwände. Dadurch erhöht sich der Druck im Ballon und lässt den Luftballon platzen. Das Erhitzen des Ballons kann einen ähnlichen Effekt haben. Denn Hitze sorgt dafür, dass sich die Luftpartikel im Ballon bewegen schneller.

Und je schneller sie sich bewegen, desto mehr treffen sie auf die Innenfläche des Ballons, und desto mehr Druck erzeugen sie. Also, wenn du einen Ballon, der mit Luft gefüllt ist, zu lange in der heißen Sonne lässt, wird er platzen. Ob du den Druck erhöhst, indem du mehr Luft hinzufügst, den Raum verkleinerst, oder die Temperatur erhöhst, der Druck erreicht schließlich den Punkt, an dem der Ballon es nicht mehr aushält. Er platzt! Sobald der Ballon platzt, strömen die Luftpartikel durch das geplatzte Loch heraus und breitete sich aus.

Gase haben keine bestimmte Form. Sie verteilen sich also, um den Raum, in dem sie sich befinden, gleichmäßig auszufüllen. Aber die Luft im Freien wird von nichts gehalten, übt sie noch Druck aus? Ja tut sie! Obwohl es keine Außenwände gibt, auf die die Luft Druck ausüben könnte, haben die Luftpartikel in der Erdatmosphäre eine Masse und werden von der Schwerkraft der Erde angezogen.

Es wird geschätzt, dass die gesamte Luft in der Erdatmosphäre insgesamt etwa 5 Trillionen Tonnen wiegt! Diese Luftmasse verteilt sich über die gesamte Oberfläche unseres Planeten, aber sie erzeugt immer noch erheblichen Druck. Dieser Druck wird durch die Luftmasse in der Atmosphäre auf der Erdoberfläche ausgeübt und wird atmosphärischer Druck genannt. Gasdruck, einschließlich atmosphärischer Druck, wird in alle Richtungen gleichmäßig ausgeübt. Aber ...

der Luftdruck auf Meereshöhe ist viel höher als der Luftdruck auf dem Mount Everest. Wieso? Die Höhe des Drucks hängt von der Höhe ab. In höheren Lagen wird die Luft dünner. Es kollidieren also nicht so viele Teilchen.

Es gibt auch weniger Luftschichten darüber, die nach unten drücken. Je höher du gehst, desto geringer ist der Druck. Der Druck in einem Gas ist die Kraft, die das Gas auf eine Oberfläche eines Objekts ausübt. Je mehr Gaspartikel vorhanden sind und je schneller sie sich bewegen, desto höher ist der Druck, den sie ausüben. So ist es in geschlossenen Räumen wie einem Ballon oder im Freien der Fall, wo die Luftmoleküle in der Atmosphäre, angezogen von der Gravitationskraft, atmosphärischen Druck auf die Erde ausüben.

Der atmosphärische Druck nimmt mit der Höhe ab.