Wie entsteht Luftdruck?
Ich fand diese Erklärung in Wikipedia:
Der Luftdruck an einem beliebigen Ort der Erdatmosphäre ist der hydrostatische Druck der Luft, der an diesem Ort herrscht. Dieser Druck entsteht durch die Gewichtskraft der Luftsäule, die auf der Erdoberfläche oder einem sich auf ihr befindlichen Körper steht.
Aber das verstehe ich nicht.
Wir bräuchten bitte eine einfache Erklärung. Wir wissen, dass der Luftdruck das Wetter entscheidend beeinflusst, Luftdruck auch Druck auf den menschlichen Körper ausübt, sprich, wie er wirkt und auch dessen Bestandteile, aber nicht, wie er entsteht.
Er entsteht durch die Gewichtskraft der Luftsäule. Was heißt das?
4 Antworten
Luft ist ein Gas(gemisch). Gase und Flüssigkeiten fasst man zu den so genannten Fluiden zusammen.
Wie Du weißt, ist Wasser "schwer". Es hat Masse, wird also von anderen Massen (insbesondere der Erde) durch die Gravitation angezogen. Deswegen fließt es nach unten und wenn Du es anheben willst, musst Du Arbeit verrichten.
Wenn Du Dich unter Wasser befindest, dann "liegt eine Menge Wasser auf Dir drauf". Stelle Dir einfach einen "Stapel" von Wassermolekülen vor, der auf Deinem Körper liegt. Auf diesen "Stapel" wirkt die Gravitation und zieht ihn in Richtung Erdmittelpunkt. Der "Stapel" ist schwer, er drückt auf Deinen Körper drauf. Diesen "Stapel" bezeichnet man auch als "Wassersäule".
Bei der Luft passiert dasselbe. Die Atmosphäre ist schwer. Deswegen bleibt sie an die Erde (gravitativ) gebunden und fliegt nicht einfach ins Universum weg. Die ganze Luft liegt auf Dir (und auf anderen Gegenständen) drauf. Dein Körper ist darauf ausgelegt, dass er diese "Belastung" von außen erfährt. Wenn Du Dich in zu große Höhe begibst, können beispielsweise kleine Blutgefäße reißen, weil der (hydrostatische) Druck der Flüssigkeit, des Blutes von innen auf die Gefäßwand im Grunde gleich bleibt, der Druck von außen auf die Gefäßwand allerdings abnimmt. Die Gefäßwand wird "nach außen" gedehnt und irgendwann reißt sie und Du verblutest. Deswegen benötigen Astronauten beispielsweise auch Raumanzüge. Sie verhindern, dass ihr Körper durch den fehlenden Luftdruck im Weltraum "auseinandergezogen wird". (Natürlich benötigen sie sie auch zur Sauerstoffzufuhr und zur Isolation gegen die extremen Temperaturen.)
Die 1013 hPa Luftdruck auf Normalnull kommen also durch die Gewichtskraft der Atmosphäre zustande. 1013 hPa bedeutet übrigens 101300 N/m² oder bei einer Gravitationsfeldstärke von 9.81 m/s² etwa 1.03 *10^4 kg (also mehr als 10 Tonnen) Gewicht der Atmosphäre auf jedem Quadratmeter Fläche, die Du (oder ein anderer Gegenstand) ihr biete(s)t. Die Kräfte aus Deinem Körperinneren halten dagegen und es hält sich alles mehr oder weniger die Waage. Wenn Du die Atmosphäre "wegnimmst", drückt aus dem Inneren Deines Körpers also plötzlich etwas mit einer Kraft, die einem Gewicht von etwa 10 Tonnen entspricht, "nach außen". Das überlebst Du nicht.
Ich bin kein Meteorologe, aber die Luftdruckschwankungen innerhalb der Atmosphäre kommen wohl durch Dichteunterschiede und strömungsmechanische Effekte (Auf- und Absteigende Luftmassen, Thermik, etc.) zustande.
Genau! Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab. Allerdings nicht linear. Für kleine Distanzen kannst Du es aber als linear betrachten. Für größere Distanzen brauchst Du die so genannte "barometrische Höhenformel". Es gibt mehrere Varianten davon, die mehr oder weniger allgemein sind. Die "speziellste" Variante (mit den wenigsten "Freiheitsgraden") ist folgende.
p(h) = p(0) * (1 - (0.0065 * h) / T0) ^ (5.255)
Die konkreten (und "krummen") Zahlen (0.0065, 5.255) deuten darauf hin, dass diese Formel empirisch (experimentell) ermittelt bzw. "gefittet" wurde und nicht unbedingt theoretisch erklärt werden kann.
In 4000 m Höhe (das ist die "Standardabsetzhöhe" für Fallschirmspringer) beträgt der Luftdruck somit noch etwa 600 - 620 hPa, ersteres bei ~0°C Temperatur auf Normalnull, letzteres bei ~20°C Temperatur auf Normalnull, beides ausgehend von einem Druck von 1013 hPa auf Normalnull). Dauerhaft könntest Du Dich dort nicht mehr aufhalten, aber kurzzeitig ist es ok. Es geht ja recht schnell wieder nach unten. ;-)
Die Luftsäule ist das selbe, wie die Wassersäule, nur eben aus Luft und nicht aus Wasser. ;-)
Es sind sozusagen alle Teilchen in der Atmosphäre, die "auf Dir (oder auf etwas) drauf liegen".
Wiki definiert es wie folgt.
In der Erdatmosphäre ist die Luftsäule auch die Luftmenge, die sich von einem beliebigen Punkt der Erdoberfläche aus vertikal in Richtung des Weltraums erstreckt.
Insbesondere nimmt der Luftdruck nach oben ab, weil dann immer weniger Luft über einem ist, deren Gewichtskraft auf die darunterliegende drückt. Die Abnahme der Schwerkraft spielt (z.B. auf einem Berg) noch keine merkliche Rolle.
Die Luftsäule ist das selbe, wie die Wassersäule, nur eben aus Luft und nicht aus Wasser. ;-)
Ja natürlich! Sorry dafür. Kleiner Schwächeanfall...... ;-)
Danke dir!
Die Erklärung im Wiki ist schon richtig. Was du meinst ist nun die Rolle des Luftdruck beim Wetter.
Einstrahlung der Sonne erwärmt die bodennahe Luftschicht, auch verdunstet Wasser und die Feuchte der Luft erhöht sich. Damit wird die Luft leichter, denn einmal dehnt sich die Luft bei Erwärmung aus und gasförmiges Wasser ist mit dem MG von 18 bedeutend leichter als Luft mit ca. 28,5 g pro 22,4 Liter. Das bedeutet Konvektion, die Luft steigt in höhere Regionen. Am Boden fällt der Luftdruck. Gleichzeitig muss aber an einem anderen Ort die kalte Höhenluft zu Boden sinken. Dort steigt der Luftdruck.
Der Meteorologe sagt dazu Hoch- und Tiefdruckgebiete. Dort gibt es eine Ausgleichsbewegung zu dem man Wind sagt. Jetzt kommt noch wegen der Erdrotation die Corioliskraft ins Spiel. Da wir auf der Nordhalbkugel leben empfinden wir das vorwiegend Westwinde.
Nur am Rande bemerkt: Die Formulierung aus der Wikipedia "oder einem sich auf ihr befindlichen Körper" ist kein richtiges Deutsch. Man sagt entweder "der auf ihr befindliche Körper" oder "der sich auf ihr befindende Körper".
Physikalisch ist es allerdings auch in korrektem Deutsch verkehrt. Erstens ist völlig egal, wo der Körper sich befindet, auf den der Luftdruck wirkt. Er kann auf der Erdoberfläche liegen oder an einem Fallschirm. Es kann auch eine abgeworfene Bombe mit Luftdruckzünder im freien Fall sein. Zweitens drückt der Luftdruck auch von unten auf die Unterseite des btr. Körpers. Es geht nicht darum, daß die Luftsäule "auf dem Körper steht", sondern nur darum, daß sie steht. Die Größe Druck ist eine skalare (ungerichtete) Größe und die Kräfte, die sie auf irgendwie Raum gerichtete Flächen ausübt, sind immer senkrecht in Bezug auf die jeweilige Fläche gerichtet.
Hey :)
Luft besteht aus vielen kleinen Teilchen, die von der Erde angezogen werden. Seine Gewichtskraft ergibt sich aus Masse und Erdanziehungskraft. Also wird die Luft einfach gesagt angezogen und "drück" auf die Erde bzw. auf sich dort befindende Körper.
Eine genaue 100% wissenschaftlich korrekt Erklährung ist das zwar nicht..ich hoffe aber es hilft :)
Ok. Das habe ich verstanden :-) Vielen Dank!
Stimmt es dann, dass der Luftdruck "unten", also auf der Erdoberfläche, also da, wo man drauf geht ;-), am stärksten ist, weil da die Gravitation/Schwerkraft auch am stärksten ist?
Und wo ist denn jetzt die Luftsäule, bei der ganzen Sache?