14. Goethe-Barometer
Eine Plastflasche wird mit einem festsitzenden, durchbohrten Stopfen
verschlossen. In die Bohrung wird ein U-förmiges Glasrohr eingeführt. Der eine
Schenkel, der sich außerhalb des Rohres befindet, soll ca. 30 cm lang sein, der
andere erheblich kürzer. Der Abstand der beiden parallel verlaufenden
Schenkel beträgt etwa 8 cm.
Auf den Mantel der Flasche klebt man in Richtung der Flaschenachse eine
Skale mit Millimetereinteilung, die sich unmittelbar hinter dem langen Schenkel
des U-Rohres befindet. Die Flasche wird etwa zur Hälfte mit Wasser gefüllt und
besonders sorgfältig verschlossen (siehe Bild). Hierbei ist die Verwendung des
durchbohrten Schraubverschlusses der Flasche als Überwurfmutter zu erwägen. Um
die Verdunstung zu verringern, wird die Öffnung des Glasrohres mit
selbstklebendem Band verschlossen, in das man mit einer Stecknadel ein kleines
Loch sticht. Die Flasche wird an einer Stelle befestigt, an der sich die
Temperatur möglichst wenig ändert. Der Flüssigkeitsstand im U-Rohrschenkel wird
auf der Skale markiert und entsprechend der Luftdruckangabe im Rundfunk
beschriftet. Auf der Skale entspricht 1 cm etwa einer Druckänderung von 1
Millibar. Der Flüssigkeitsstand wird an jedem Tag ermittelt. Die angezeigten
Druckänderungen entsprechen der Änderung des Luftdrucks.
Im Innern der Plastflasche wirkt auf die Wasseroberfläche immer derselbe
Druck. Ist dieser Druck gleich dem Luftdruck, so steht das Wasser im äußeren
Schenkel des Glasrohres gleich hoch wie in der Flasche. Steigt der Luftdruck,
so wird die äußere Wassersäule soweit nach unten gedrückt, bis ihr Schweredruck
der Druckänderung entspricht. Das dabei ins Innere der Flasche verdrängte
Wasser führt zu einer so geringen Änderung der Höhe des Flüssigkeitsspiegels
und damit des Luftdrucks in der Flasche, daß diese zu vernachlässigen sind.
Damit ist der Schweredruck der Wassersäule im äußeren Schenkel gleich der
Druckänderung.
Störenden Einfluß auf die Druckmessung hat lediglich die Temperatur. Die
Temperaturänderung von einem Grad entspricht einer Änderung von etwa 1/273 des
Druckes. Bei 1000 Millibar sind das mehr als 3 cm Wassersäule. Deshalb ist es,
notwendig, das Ablesen bei gleicher Temperatur vorzunehmen.
Um den Einfluß kurzzeitiger Temperaturschwankungen zu verringern, empfiehlt
es sich, die Flasche z.B. mit Schaumstoff thermisch zu isolieren.
Das Barometer ist so empfindlich, daß es bereits die Druckunterschiede in
wenigen Metern Höhe sicher anzeigt. Wenn man die Flasche bei guter thermischer
Isolation die Treppe hinaufträgt, verringert sich der Druck gut sichtbar.
Besonders eindrucksvoll ist das Experiment, wenn man die Plastflasche mit in
einen Fahrstuhl nimmt.
Nach Goethes Tod fand man eine solche Anordnung in seinem Schlafzimmer.
Deshalb nennt man sie auch Goethe-Barometer.