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Versuche mit Luftballons

Versuch 7: Versuch zum Luftdruck

Im Versuchsaufbau gemäß Bild 8 wird der Gummistöpsel G von der Öffnung B entfernt und dann Luft in den Ballon geblasen. Bei zugehaltener Öffnung A wird die Öffnung B verschlossen, anschließend wird die Öffnung A wieder freigegeben.

Beobachtung und Erklärung: Der offene Luftballon behält seine ursprüngliche Form, obwohl der Druck p im Inneren des Ballons so groß wieder äußere Luftdruck p ist. Dieser scheinbare Widerspruch läßt sich erklären, wenn man die gesamten Druckverhältnisse beachtet. Der Luftballon befindet sich im Gleichgewicht, wenn gilt:

pk + pG = pi = pl'

wobei pk der Luftdruck im verschlossenen Behälter und pG der sich aus der Rückstellkraft des Gummis ergebende Druck sind. Wird der Behälter nach dem Aufblasen des Ballons verschlossen und die Öffnung A freigegeben, so entweicht aus dem Ballon so viel Luft, bis der nun geringere Luftdruck pk zusammen mit dem Druck pG so groß wie der äußere Luftdruck pl' ist. Der Luftballon behält also nicht vollständig seine ursprüngliche Form - wie oben behauptet - sondern wird etwas kleiner. Diese Volumenverringerung ist allerdings kaum zu beobachten.


Bild 8
Die Luft entweicht nicht, obwohl der Luftballon nicht verschlossen ist.