Experimente mit Luft und Vakuum

Feldkirch. (etu) VN-Nachwuchsforscher Jason Durell beschäftigt sich in diesem Monat mit interessanten Experimenten zum Thema Luft.

Luft-Türsteher
Du brauchst eine leere Flasche und eine mit Wasser gefüllte Schüssel. Tauche die Flasche mit der Öffnung nach unten ins Wasser.

Was passiert? Es dringt kein Wasser in die Flasche. Die Flasche ist nicht leer, sondern enthält Luft. Erst wenn man die Flasche schräg hält und Luft ausströmen kann, kann das Wasser den frei gewordenen Raum einnehmen.

Strohhalm-„Ventil“
Du brauchst eine leere Flasche, einen Luftballon und einen Strohhalm. Stecke den Luftballon in die Flasche und versuche ihn aufzublasen. (Es wird nicht klappen.) Stecke einen Strohhalm neben den Ballon in die Flasche und blase den Ballon noch einmal kräftig auf.

Was geschieht? Der Ballon lässt sich aufblasen und füllt die Flasche aus. Auch eine leere Flasche enthält etwas Luft. Wenn du anfängst den Luftballon aufzublasen, verschließt er den Flaschenhals. Die Luft in der Flasche kann nicht entweichen, der Ballon kann sich nicht weiter ausdehnen. Erst wenn die Luft aus der Flasche durch den Strohhalm entweichen kann, kann sich der Ballon durch Aufpusten in der Flasche ausdehnen und diese ganz ausfüllen.

Das nervige Glas
Du brauchst ein fest verschlossenes Marmeladenglas. Halte es mit dem Deckel unter sehr heißes Wasser aus dem Wasserhahn. Versuche nun, das Glas zu öffnen.

Was passiert? Nach 30 Sekunden lässt sich der Deckel ohne Anstrengung öffnen. Das war zuerst nicht möglich, weil im Glas Unterdruck herrscht. Die heiße Marmelade hat beim Abfüllen einen größeren Raum eingenommen. Beim Abkühlen hat sie sich aber wieder zusammengezogen. Da die Marmelade gleich nach dem Einfüllen verschlossen wurde, hat sich im Glas ein Vakuum (ein „fast“ luftleerer Raum) gebildet. Wenn man den Deckel erwärmt, dehnt er sich aus und der Unterdruck nimmt ab. Das Glas lässt sich aufschrauben.

Rasensprenger
Nimm einen Strohhalm, eine kleine, mit Wasser gefüllte Glas- oder Plastikflasche und eine Schere. Fülle die Flasche mit Wasser. Schneide den Strohhalm ca. fünf Zentimeter ein und knicke beide Enden ab, so wie in der Abbildung. Stecke den Strohhalm mit dem kurzen Ende in die Flasche. Die Schnittstelle muss sich ungefähr sechs Millimeter über der Wasseroberfläche befinden. Blase kräftig in das lange Ende des Strohhalms.

Was geschieht? Im kurzen Ende des Strohhalms steigt Wasser auf und verteilt sich wie ein Spray in der Luft. Beim Blasen in das lange Ende des Halms strömt ein Luftzug über das kurze Ende hinweg. Der Luftdruck an der Schnittstelle reduziert sich. Der normale Luftdruck darunter presst Wasser durch den Strohhalm nach oben, sodass von der Luftbewegung feine Tröpfchen in die Luft verteilt werden.

Echt schwere Luft
Nimm zwei Holz- oder Pastikstäbchen (ca. 15 cm und 30 cm), zwei gleich große Luftballons, zwei Becher und Klebeband. Markiere die Mitte der Stäbchen. Befestige an den Enden des langen Stäbchens mit Klebeband je einen Luftballon. Klebe das kurze Stäbchen auf die Becher, lege das lange Stäbchen quer darüber. Puste einen der Ballons auf und befestige ihn erneut am Stäbchen.

Was passiert? Das Stäbchen neigt sich zu der Seite mit dem aufgeblasenen Ballon. Die Luft macht ihn „schwer“. Denn auch Luft hat Gewicht: pro Liter etwa 1,3 Gramm.