63 38 Der hydrostatische Druck Hast du schon einmal eine Tiefseetaucherin oder einen Tiefseetaucher gesehen und dich gefragt, warum sie oder er einen massiven, druckfesten Anzug tragen? Warum sind viele Staumauern unten dicker als oben? Bei einem Stoß Hefte trägt jedes Heft das Gewicht aller darüber liegenden. Genauso kannst du dir eine Flüssigkeit in waagrechte Schichten geteilt denken. Auch hier hat jede Schicht das Gewicht aller darüber liegenden Schichten zu tragen. Es herrscht daher an jeder Stelle im Inneren einer ruhenden Flüssigkeit ein Druck, der vom Gewicht der darüber befindlichen Flüssigkeitsteilchen herrührt. Er wird als hydrostatischer1 Druck (hydrostatic pressure) bezeichnet. Versuch: Tauche eine drehbare Drucksonde (Abb. 38.1) in ein Gefäß mit Wasser. Das angeschlossene Manometer zeigt den Druck an. Beobachte den angezeigten Druck, wenn die Sonde waagrecht verschoben wird, gedreht wird oder tiefer eingetaucht wird! Du bemerkst, dass der Druck mit der Tiefe zunimmt und in allen Richtungen gleich groß ist. Dies ist dadurch zu erklären, dass die Teilchen einer Flüssigkeit in alle Richtungen leicht verschiebbar sind und dadurch den Druck weitergeben. Versuch: Miss nun den Druck in unterschiedlich konzentrierten Salzlösungen und vergleiche ihn mit dem Druck in Wasser bei gleicher Eintauchtiefe! Was fällt dir auf? In gleicher Tiefe ist der Druck in der Salzlösung größer, da ihre Dichte größer ist. Jede ruhende Flüssigkeit übt durch ihr Gewicht einen Druck aus. Dieser wirkt im Inneren der Flüssigkeit nach allen Seiten gleichmäßig und nimmt mit der Tiefe und der Dichte der Flüssigkeit zu. Dieser Druck heißt hydrostatischer Druck. Auch auf die Seitenwände eines Gefäßes wird von einer ruhenden Flüssigkeit ein hydrostatischer Druck ausgeübt. Versuch: Nimm zur Demonstration eine große PET-Flasche, bohre vorsichtig mit einem spitzen Gegenstand mehrere Löcher in verschiedenen Höhen und fülle sie mit gefärbtem Wasser (Abb. 38.2). Was beobachtest du? Der Versuch zeigt deutlich die Zunahme des Drucks mit der Flüssigkeitshöhe: Je größer der Druck ist, desto weiter fließt das Wasser aus den Öffnungen. Der hydrostatische Druck überträgt sich auch auf den Boden des Gefäßes. Führe dazu folgenden Versuch aus: Versuch: Verschließe ein am unteren Rand gut geschliffenes, zylindrisches Glasrohr mit einer sehr leichten, dünnen Platte (Kunststoff oder Glas) und tauche es wie in Abb. 38.3 in eine mit Wasser gefüllte Wanne: Nach dem Loslassen der Platte fällt diese nicht vom Rohr ab, sondern wird vom Wasser an den unteren Rand gepresst. Gieße in das Rohr vorsichtig so lange gefärbtes Wasser, bis die Platte abfällt! Wie hoch steht dann das gefärbte Wasser im Glasrohr? 1 hydor (griech.) …Wasser, staikos (griech.) … stehend Kann man mit einem längeren Schnorchel auch tiefer tauchen? 38.1 Mit der drehbaren Druckdose kann man den von der Flüssigkeit nach verschiedenen Richtungen ausgeübten hydrostatischen Druck nachweisen. 38.2 Das ausfließende Wasser zeigt an, dass der hydrostatische Druck mit der Wassertiefe zunimmt. 38.3 Die Platte fällt ab, wenn das Wasser innerhalb und außerhalb des Glasrohres gleich hoch steht. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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