Wieso bleibt die flüssigkeit im Strohhalm?!
Was ich mich schon lange gefragt habe! Wenn ihr zum beispiel ein getränk habt (was auch sonst) und ihr dort einen strohhalm zu bekommen habt. ihr etwas trinken durch den strohhalm zieht und wärend dessen die zunge oder sonstiges oben rauf drückt. bleibt die flüssigkeit im strohhalm und läuft nicht raus! wieso?
5 Antworten
Ist der Strohhalm dünn genug (kleiner als etwa 2cm durchmesser), können keine Luftblasen durch das Wasser nach oben steigen.
Die Wassersäule wird zwar von der Schwerkraft nach unten gezogen, der Luftdruck der Umgebung drückt aber vom offenen Ende aus gegen das Wasser. Ist der Strohhalm verschlossen, wirkt der Luftdruck nicht vom oberen Ende. der Luftdruck hat etwa 1bar, also 1kg pro cm². Hat der Strohhalm einen Querschnitt von 1cm², dann kann der Luftdruck theoretisch 1kg Wasser drücken, also im Rohr festhalten.
Je kleiner der Querschnitt, desto weniger Wasser kann gedrückt werden, aber da die Wassersäule auch dünner ist, kompensiert sich das in einer Weise so dass zu jedem Luftdruck eine bestimmte Länge einer Wassersäule gehalten werden kann und das völlig unabhängig vom Querschnitt.
Früher maß man den Luftdruck in "Millimeter Hg", also wie viele Millimeter Quecksilber in einem beliebig dicken Rohr vom Luftdruck gehalten werden kann. Das geht auch mit Wasser, nur hier hat die Säule knapp 10 Meter!
Das kann man aber noch recht leicht selber basteln wenn das Haus hoch genug ist. Wohnt man im zweiten Stock, so kann man einen durchsichtigen Plastikschlauch am Haus befestigen. Den füllt man vorher mit Wasser und verschließt das obere Ende richtig dicht. Das untere Ende steckt man dann in eine Flasche Wasser und hängt den Schlauch irgendwo oberhalb von 10 Meter auf.
Wäre vielleicht interessant das im Physikunterricht der Schule durchzuführen wenn das Treppenhaus über 10 Meter hoch ist. Schön gebastelt kann man das im Treppenhaus lassen und die Schule hat ein tolles Barometer. Der Physiklehrer weiß wie man die Skala einteilen muß. Dann noch die Bereiche "Schön", "Veränderlich", "Regen" anbringen (hier muss etwas experimentiert werden damit es möglichst genau ist) und das Ding ist auch recht nützlich.
P.S.:
Die Wassersäule ist immer konstant ab oberfläche des Vorratbehälters (eine Flasche funktioniert gut). Hat man einen Plastikschlauch, kann man den höher und niedriger heben, der Pegel im Schlauch hat immer die gleiche Höhe!
Über dem Wasser ist ein Vakuum - jedenfalls theoretisch. On der Praxis verdunstet das Wasser wenn der Druck abnimmt, oberhalb des flüssigen Wassers ist tatsächlich gasförmiges Wasser in form vom kalten aber trockenen Dampf der unsichtbar ist.
Dadurch dass oberhalb des Wassers kein vakuum ist sondern Dampf der noch einen gewissen Druck aufweist, schafft die Wassersäule nur weniger als 9 Meter statt der theoretischen ca. 10 Meter. Es gibt also noch ein wenig Gegendruck im System so dass der Luftdruck nicht seine volle Wirkung hat. Luftdruckdifferenzen kann man trotzdem gut ablesen und den Fehler kann man leicht kompensieren wenn man die Skala berechnet. Für hochgenaue Messungen verwendet man sowiso Quecksilber, das verdampft nicht und funktioniert in Zentimetern statt Metern weil Quecksilber viel schwerer ist als Wasser.
Und weil es so schön ist, noch ein Experiment über den kalten aber trockenen Dampf:
Dampf von kochenden Wasser sieht man nur an dem Wasser dass wieder kondensiert und mikroskopische Tröpfchen erzeugt. Feuchter Dampf ist also Dampf der zum Teil unter den Siedepunkt auskühlt. Überhitzt man den Dampf wie im Kraftwerk (z.B. 200°C), bleibt er lange Zeit unsichtbar, wirkt wie Preßluft. Feuchter Dampf beschädigt die Turbinen da die Tröpfchen die Turbine wie beim Sandstrahlen von innen abschmirgeln würde.
Man nimmt eine normale Plastikspritze und saugt damit ein klein wenig Wasser (paar Tropfen) an. Dann verschließt man das Ende und zieht den Kolben (mit Kraft) weiter. Man sieht wie das Wasser plötzlich verschwindet! Guckt man genau hin bzw. nimmt viel Wasser, sieht man dass es kocht. Der Siedepunkt ist abhängig vom Luftdruck! Ist er niedrig genug, kocht das Wasser auch bei Zimmertemperatur. Lässt man den Kolben los, schnellt der zurück und das Wasser ist wieder da!
Nun zu einem interessanten Effekt: Man saugt wieder etwas Wasser in die Spritze so dass es vollständig verdampft beim ziehen des Kolbens. Zieht man den kolben über das Ende der Spritze hinaus, gibt es einen Knall, Luft von der umgebung ströhmt schlagartig in die Spritze und mischt sich mit dem Dampf. Der Druck ist weg, das Wasser kann nicht mehr gasförmig bleiben und kondensiert sofort. Die Spritze ist plötzlich mit einem weißen Nebel gefüllt weil der Dampf durch den Druckabfall vollständig zu Wasser wurde. Es handelt sich um echten nebel, nur dass der mit Druckunterschieden statt dem Mischen von feuchter Luft mit unterschiedlicher Temperatur entstand.
Da der Strohalm von oben verschlossen ist, kann der Luftdruck nur von unten wirken und hält das Wasser somit im Strohhalm, zusätzlich spielen hier auch Ad- und Kohäsionskräfte eine Rolle.
Siehe auch folgendes V ideo:
Du hast die Flüssigkeit ja schon hochgesaugt. Wenn der Halm jetzt verschlossen wird, würde ja ein Vakuum entstehen, falls die Flüssigkeit wieder abliefe. Dieses Vakuum würde dann neuerlich Flüssigkeit ansaugen. Deshalb bildet sich vorher ein Gleichgewicht, sodass die Flüssigkeit erst gar nicht abläuft.
weil von oben nichts anderes reinkommt. da wo eine materie ist kann keine zweite sein. entweder lässt du also von oben luft rein, und das getränk sinkt bis auf glas-füllstandshöhe ab, ob der du hältst die zunge drauf, es kann nichts von oben rein (keine luft) also bleibt die flüssigkeit auch oben im strohhalm.
dazu gibts ein super experiment, dass unwissende jedesmal fasziniert. mach nen eimer voll mit wasser, nimm nen schlauch, füll auch den randvoll mit wasser (dann auf beide enden jeweils den daumen draufhalten) und das eine ende auf den boden des eimers tauchen und das andere ende einfach neben den eimer legen. natürlich die daumen von den enden runternehmen, damit das wasser laufen kann. :-) viel spaß
Weil sich ja etwas im Strohhalm befinden muss. Wenn nicht Wasser, dann eben Luft. Wenn du den Luftzufluss abdrückst, dann läuft auch das Wasser nicht raus.
Weil sich ja etwas im Strohhalm befinden muss
Warum muss sich etwas im Strohhalm befinden? Warum könnte nicht auch ein Vakuum entstehen?