97 Versuch: Bei sehr genauen Messungen muss man zwischen dem wirklichen Gewicht, d. h. dem Gewicht eines Körpers im luftleeren Raum, und dem scheinbaren Gewicht in der Luft unterscheiden. Letzeres ist um den Auftrieb kleiner als das wirkliche Gewicht. Bei welchen Körpern könntest du einen deutlichen Unterschied feststellen? Den Auftrieb in der Luft nützt man beim Freiballon aus (Abb. 53.5). Der Ballon steigt, wenn der Auftrieb, also das Gewicht der verdrängten Luft, größer als sein gesamtes Gewicht ist. Daher muss das Füllgas eine geringere Dichte als Luft haben. Es kommen dafür in erster Linie Wasserstoff und Helium in Betracht. In großen Höhen wird die Luft dünner und damit ihre Dichte und der Auftrieb kleiner. Der Ballons hört daher zu steigen auf, wenn er eine Luftschicht erreicht, in der sein Auftrieb gerade so groß wie sein Gesamtgewicht ist. Soll der Ballon weiter steigen, muss sein Gewicht durch Abwerfen von Ballast (Sand) verkleinert werden. Dagegen sinkt er, wenn sein Auftrieb durch Ablassen von Füllgas verkleinert wird. Der Auftrieb eines Ballons ist umso größer, je größer sein Volumen und je kleiner die Dichte des Füllgases sind. Ein Solarballon (Abb. 53.6) ist ein schwarzer, luftgefüllter Ballon. Durch die Sonnenbestrahlung der schwarzen Ballonhaut heizt sich die Luft im Inneren des Ballons auf, dehnt sich aus und hat dadurch eine geringere Dichte als die umgebende Außenluft. Das bewirkt einen größeren Auftrieb, der Ballon steigt auf. Bei Wegfall der Sonnenbestrahlung sinkt der Ballon wieder. Die Anwendung ist derzeit vorwiegend auf Spielzeugballone beschränkt. Bei einem Heißluftballon wird die Luft im Ballon mit einem Propangasbrenner erhitzt, sodass sie leichter als die Luft in der Umgebung wird (Tab. 53.1). Dadurch kommt der für das Aufsteigen notwendige Auftrieb zustande. Kühlt die Luft im Ballon ab, muss sie neuerlich aufgeheizt werden, sonst sinkt der Ballon. Als Erfinder des Heißluftballons gelten die Brüder Montgolfier in Frankreich. Sie ließen 1783 den ersten Ballon mit erhitzter Luft steigen (Abb. 53.7). Damit war es dem Menschen das erste Mal möglich, sich vom Boden in die Luft zu erheben. Durch die Entwicklung neuer Werkstoffe, wie reißfeste und leichte Kunststoffe sowie stabile Leichtmetalllegierungen, können jetzt viel tragfähigere Ballone und auch Luftschiffe (Abb. 53.8, 9, 10) hergestellt werden. Gasgefüllte Ballone dienen zum Beispiel als Fesselballone für Werbezwecke. Für eine bessere Wettervorhersage tragen Wetterballone Messinstrumente in große Höhen, um dort den Zustand der Luft zu bestimmen. Solche Ballone können viele tausend Meter hoch steigen, bis sie schließlich wegen des geringen äußeren Luftdrucks zerplatzen. Die Box mit den Messinstrumenten schwebt dann an einem Fallschirm zurück zur Erde. 1999 gelang erstmals die Umrundung der Erde mit einem Ballon. Dabei werden Luftströmungen in verschiedener Höhe zur Fortbewegung ausgenützt. Im „Fahren“ mit Heißluftballonen werden regelmäßig Meisterschaften in Weit- und Zielfahrt ausgetragen. 53.6 Solarballon 53.7 Der Aufstieg der Montgolfière am 21. November 1783 Eurofighter jagten losgerissenen Solarzeppelin. Ein Student hatte aus Kunststoffplanen von ca. 7m × 40m einen Heißluftzeppelin gebaut. Als dieser am 7. Mai 2001 auf einer Wiese bei Linz mit Heißluft gefüllt wurde, war der Auftrieb so groß, dass er sich losriss und aufstieg. Durch die Sonneneinstrahlung erreichte er eine Höhe von 13–15 km und wurde durch den Wind in Richtung Graz getrieben. Bis zur slowenischen Grenze wurde er von drei Eurofightern „eskortiert“, um eine Gefährdung der zivilen Luftfahrt zu verhindern. Von dort flog er Richtung Griechenland weiter. Dann verlor sich seine Spur. Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv
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