Big Bang 2, Schulbuch

92 12 Druck in Flüssigkeiten Stell dir vor, du stapelst nach und nach Bücher auf deine Hand, die du auf dem Tisch liegen hast. Mit jedem Buch wird das Gewicht größer und somit auch der Druck auf deine Hand. Beim Wasser ist es ähnlich. Du kannst es in Gedanken in Schichten teilen. Je tiefer du tauchst, desto mehr Wasserschichten liegen über dir und desto größer wird der Wasserdruck . Auch beim Luftdruck in der Atmosphäre ist das so ( B 11.11 , S. 87 ). Allerdings lässt sich Wasser nicht zusammendrücken und hat bei gleicher Temperatur immer dieselbe Dichte. Die Zunahme des Drucks mit der Wassertiefe kannst du sehr schön an der löchrigen Wasserflasche sehen ( A1 ). Je tiefer das Loch unter dem Wasser­ spiegel, desto größer der Druck und somit auch die Ausströmgeschwindigkeit ( B 12.6 ). Der Wasserdruck hängt nur von der Wassertiefe ab. Pro 10m nimmt er um 1 bar zu ( B 12.7 ). Um diesen größer werdenden Druck zu bändi- gen, müssen Staumauern nach unten hin dicker wer- den ( A3 ). Wenn du tauchst, wölben sich durch den an- steigenden Druck deine Trommelfelle nach innen ( 1  Info: Trommelfell­ wölbung , S. 88 ). Deshalb musst du immer wieder einen Druckausgleich machen ( A7 ). Auf diese Weise kannst du hinter dem Trommelfell den Druck erhöhen und an den Was- serdruck anpassen (siehe B 13.26 , S. 103 ). Wie groß der Druck im Wasser ist, hängt ausschließ­ lich von der Wassertiefe ab, aber nicht von der Was- sermenge. In Becken a in B 12.4 herrscht am Boden ein Druck von 2 bar (10m Wassertiefe), in Becken b beträgt der Druck aber 2,2 bar (12m). Beim Öffnen des Ventils fließt das Wasser im Rohr daher von b nach a ( A4 ), und zwar so lange, bis die Wasserspiegel gleich hoch sind, weil dann der Druck am Boden ausgeglichen ist. In diesem Fall klingt das sehr einleuchtend. Dass der Druck nur von der Wassertiefe, nicht aber von der Menge abhängt, kann auf der anderen Seite schon sehr verblüffend sein ( 1  Info: Pascal und das Fass ). B 12.6 Pro 10m nimmt der Wasser­ druck um 1 bar zu, pro Meter um 0,1 bar (zur Einheit bar siehe T 11.1 , S. 87 ). B 12.7 Pascal und das Fass In B 12.8 siehst du vier Gefäße unter- schiedlicher Form. Man könnte meinen, dass der Wasser- druck am Boden von links nach rechts ab- nimmt. Tatsächlich ist er aber überall gleich groß, weil es eben nur auf die Wassertiefe an- kommt. Dem Physi- ker Blaise Pascal , nachdem die moder- ne Einheit des Drucks benannt ist ( T 11.1 , S. 87 ), war dieser Zusammen- hang bereits be- kannt. Er führte 1648 einen berühmten Versuch durch ( B 12.9 ). Er goss über ein dünnes aber sehr langes Rohr Wein in ein volles Fass. Nach wenigen Gläsern wurde der Druck im Faß so hoch, dass der Wein aus den Ritzen schoss. Miteinander verbundenen Flüssigkeitsbehälter nennt man in der Physik kommunizierende Gefäße (vom lat. communis = gemeinsam), etwa die beiden Wasser­ becken in B 12.4 . In kommunizierenden Gefäßen muss das Wasser immer gleich hoch stehen, egal welche Form diese aufweisen ( B 12.10 a ). Das spielt im Alltag eine große Rolle, etwa wenn du Wasser aus einer Kanne ausgießt ( b ; A6 ). Auch Geruchsverschlüsse ( c und d ; A2 ) funktionieren nach diesem Prinzip. Das Wasser verschließt dabei das Rohr luftdicht und hält somit die unangenehmen Gerüche der Abflussrohre und des Kanalsystems fern. Auch bei Schleusen , die zum Überwinden von Höhenunterschieden bei Flüssen eingesetzt werden, spielen kommunizierende Gefäße eine Rolle ( 1  Info: Ein Aufzug für die Schiffe ). B 12.8 B 12.9 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv