56 Arbeitsheftseiten 20–21 Über Wetter und Klima 4 Der Luftdruck Wie entsteht der Luftdruck? Janina wettet gerne. Am liebsten mit ihrem kleinen Bruder Demir. „Du bekommst ein Eis, wenn du das Wattekügelchen in die Flasche pusten kannst (Abb. 56.1).“ Nach fünf Versuchen gibt Demir auf und meint verärgert: „Da ist sicher ein Trick dabei, dass die Watte nicht in die leere Flasche rein will!“. Janina lacht und erklärt ihm den Trick: „Eigentlich ist die Flasche gar nicht leer …“ Probiere diesen Versuch ebenfalls aus. Setze Janinas Erklärung an ihren Bruder fort. Verwende dazu Janina’s Zeichnung. Die Luft ist ein Gasgemisch aus hauptsächlich Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2) und Argon (Ar). Sie wird von der Erde angezogen und von ihrem eigenen Gewicht zusammengepresst. Die Lufthülle der Erde (Atmosphäre) reicht etwa bis zu einer Höhe von 100 km (Abb. 56.2). Etwa 90 % der Luft befinden sich bis 15 km Höhe. In dieser Schicht der Atmosphäre findet der Großteil der Wetterereignisse statt. Die Luft drückt (Abb. 56.3) Ziehe 10 ml Luft mit einer 20-ml-Spritze auf. Verschließe die Spritze mit einem Spritzenverschluss. Drücke die eingeschlossene Luft mit dem Kolben zusammen und ziehe sie auseinander. Lass danach den Kolben wieder aus. Beschreibe, was mit dem Kolben passiert. Die Teilchen der Luft bewegen sich ständig durch den Raum. Sie stoßen dabei in großer Zahl gegen Flächen und üben eine Kraft auf sie aus. Dadurch entsteht der Luftdruck. Wird die eingeschlossene Luft in V1 dicht zusammengepresst, so stoßen mehr Luftteilchen gegen den Kolben der Spritze. Der Druck in der Spritze ist höher – der Kolben wird wieder zurückgedrückt. Formuliere einen Zusammenhang zwischen dem Luftdruck in der Spritze, dem äußeren Luftdruck und der Bewegungsrichtung des Kolbens. Am Erdboden in Meereshöhe herrscht ein Luftdruck von etwa 1 000 Hektopascal (hPa). Das bedeutet, dass auf jeden cm2 der Erdoberfläche die Masse von ca. 1 kg drückt. Das entspricht einer Gewichtskraft von etwa 10 N (Abb. 56.4). Beim Aufstieg in größere Höhen lässt du einen Teil der Luft unter dir. Die Luft wird dünner, der Luftdruck geringer. In etwa 5 500 m Höhe beträgt der Luftdruck nur mehr etwa 500 hPa (Abb. 56.5). Er wird mit einem Barometer gemessen. (Abb. 56.6). 56.1 Kannst du die Watte in die Flasche pusten? 56.2 Die Atmosphäre der Erde reicht bis etwa 100 km Höhe. A1 Infobox: Wirkt eine Kraft mit 1 N senkrecht auf eine Fläche von 1 m², so herrscht ein Druck von 1 Pascal (Pa). Die Angabe „hPa“ bedeutet „100 Pascal“. Der alte Druckeinheit 1 Bar entsprechen 1 000 hPa – dem ungefähren Luftdruck auf Meereshöhe. V1 56.3 Die Luft drückt - Die Punkte stellen die Luft im Teilchenmodell dar. Verschluss Zylinder Kolben A2 Der Luftdruck entsteht durch die Stöße der sich bewegenden Luftteilchen und durch das Gewicht der Luft. Er nimmt mit zunehmender Höhe ab. In Meereshöhe beträgt der Luftdruck etwa 1 000 Hektopascal (hPa). M 56.4 Das 1-kg-Stück drückt mit etwa 10 N auf 1 cm2 Fläche = 1 000 hPa. 56.5 Der Luftdruck nimmt mit der Höhe ab. 28 26 24 22 20 18 16 12 10 8 6 4 2 0 km Stratosphäre (von ca. 12 km–50 km) 55 hPa 120 hPa 264 hPa 5500 m (Hälfte des Drucks wie bei 0 m) 1013 h Pa ca. –50°C Mt. Everest Troposphäre km 56.6 Mit einem Barometer wird der Luftdruck bestimmt. Zusatzmaterial ve38vb Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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