Michèle Weber (FNR) & Freelens TV
Video des Experiments
In Anbetracht der Gefahrenhinweise (s.u.) sollte dieses Experiment in Anwesenheit eines Erwachsenen durchgeführt werden.
Prinzip
Alle Gase dehnen sich beim Erwärmen kräftig aus. Wenn die Mülltüte prall gefüllt ist und die Luft sich noch weiter ausdehnt, muss Luft aus der Tüte entweichen. Das Gewicht der mit warmer Luft gefüllten Tüte nimmt insgesamt ab. Im Alltag würde man sagen: „Die Tüte mit warmer Luft ist leichter als die kühlere Umgebungsluft.“
Der Naturwissenschaftler drückt es genauer aus: „Die Tüte mit warmer Luft ist leichter als ein gleiches Volumen an kühlerer Umgebungsluft.“ Oder: „Die Tüte mit warmer Luft ist weniger dicht als die kühlere Umgebungsluft.“ (Dichte = Masse/Volumen). Auf jeden Fall fließt die dichtere Umgebungsluft so weit wie möglich nach unten und drückt somit die leichtere, Tüte mit warmer, weniger dichten Luft nach oben.
Der griechische Philosoph Archimedes hat eine allgemein gültige Gesetzmäßigkeit für alle ähnlichen Naturerscheinungen aufgestellt, bekannt unter dem Namen „Archimedisches Gesetz“:
Ein ganz in eine Flüssigkeit (Gas) eingetauchter Körper erfährt eine nach oben gerichtete Auftriebskraft, die so groß ist wie das Gewicht der vom Körper verdrängten Flüssigkeit (Gas).
In unserm Falle ist die Auftriebskraft der Tüte (= Gewicht des gleichen Volumens an kühlerer Umgebungsluft) grösser als ihr Gewicht. Sie wird also stärker nach oben getrieben als nach unten von der Erde angezogen.
Gefahrenhinweise
Am besten nur draußen ausführen. Kerzen können ein Loch in die Tüte schmelzen. Brandgefahr bei Trockenheit und Wind. Nylonschnur am Ballon befestigen und festhalten!
Tipps
Benutze eine sehr leichte Mülltüte (90L, 7-8g). Um Zeit zu sparen, kann man die Luft im Innern des Ballons auch mit einem Föhn vorheizen, bevor man die Kerzen anzündet.
Autor: André Mousset (MNHN), Michèle Weber (FNR)
Video: Michèle Weber (FNR) & Freelens TV
Musik: Jean-Paul Bertemes (FNR)
