Wiegen mit einatmen physikalisch

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8 Antworten

Nein, man wird natürlich nicht leichter, sondern schwerer.

Der physikalische Hintergrund ist eigentlich banal, die allg. Gasgleichung sagt alles dazu.

Versuch: Wiege auf einer Präzisionswaage einen leeren Luftballon und danach den selben Ballon aufgeblasen.

lks72 07.07.2014, 14:47

Man darf aber den Auftrieb nicht vergessen. Was letzten Endes mehr ausmacht, hängt vom Innendruck des Luftballons gegenüber dem Atmosphärendruck ab, im Luftballon ist der Innendruck natürlich größer als 1Bar, der Ballon wird in der Tat schwerer, bei der Lunge denke ich aber, dass Innen- und Außendruck gleich groß sein müssen, denn das Atmen selbst ist ja meines Wissens nur ein passiver Vorgang aufgrund der Druckdifferenzen. Man korrigiere mich, wenn ich falsch liege.

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Wenn ich dich richtig verstehe, dann geht es dir darum, ob die Waage mehr oder weniger anzeigt?

Dazu muss man sich überlegen, was beim Einatmen passiert. Durch Muskeln wird die Lunge gedehnt, der äußere Luftdruck führt zum Einströmen von Luft in die Muskeln, wiederum, bis der Druck in der Lunge gleich dem äußeren Luftdruck ist (man berichtige meine lückenhafte Kenntnisse der Anatomie, ich glaube aber, dass so die Atmung funktioniert). Was macht nun die Waage? Das kommt darauf an, was mit dem Volumen des Menschen passiert. Vergrößert sich das Volumen des Menschen (also der Brustkorb und Bauchraum) genauso wie die Lunge größer wird, dann passiert nichts, es wird der Körper zwar um die Gewichtskraft der eingeatmeten Luft schwerer, auf der anderen Seite ist der Auftrieb in Luft gleich der Gewichtskraft der verdrängten Luft, was in diesem Fall dann das gleiche ist. Wird der Brustkorb aber weniger größer als die Lunge, dann ist die Auftriebskraft kleiner als die Gewichtskraft der eingeatmeten Luft, die Waage zeigt mehr an, entsprechend umgekehrt.

Wenn man auf einer genauen Waage steht und mehrfach einatmet und ausatmet, dann wird man leichter bis zu einem Gleichgewichtszustand.

Beim Einatmen besitzt die Atemluft die Bedingungen der umgebenden Atmosphäre. Sauerstoff ist mit 21 V% vorhanden und die rel. Feuchte sei 50%. Die ausgeatmete Luft besitzt dann einen Sauerstoffgehalt von 15 V% und einem höheren Feuchteanteil. Der Sauerstoff wurde über die Lungenalveolen dem Blut zugeführt und entsprechend CO2 abgeführt. Weiterhin wird durch die Feuchte in der Lunge und den Atemwegen Feuchte aufgenommen und ausgeatmet.

Es gibt also den Prozess des Stoffaustausch O2 gegen CO2 und zusätzlich wird H2O abgeführt. Das führt zu einer Gewichtsabnahmen.

Es ist schwierig die notwendigen Waagen zu beschaffen, denn wenn ein Schüler bekleidet 65 kg wiegt und dann eine Differenz im mg Bereich wägen zu können, dann ist der Aufwand groß. Man könnte aber den Sauerstoffgehalt vor und nach dem Ausatmen messen, sowie auch die rel. Feuchte. Über das Molvolumen sind dann die Massen leicht bestimmbar.

cyracus 08.07.2014, 16:40

Krass - ich versteh zwar nur die Hälfte, bin aber sehr beeindruckt.

Stimmt meine Antwort, die ich hier gegeben habe, trotzdem?

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Du suchst dir die Gase raus, aus denen die Atemluft besteht. Dann deren Dichte, dann bestimmst du das Lungenvolumen beim vollen Einatmen, und dann weißt du, welches Gewicht dazu kommt ;-) Leichter wirst du nicht.

Die Waage misst die Gravitation des Körpers, wobei der Luftdruck auf die Waage nicht dazugezählt wird (auch Luft hat ein Gewicht, ansonsten würde es sich komplett im Weltraum verlieren). Diese Luft wirkt auf die Wage nicht anders, wenn Du sie einatmest, als wenn Du sie draußen lässt, ähnlich wie wenn Du den Schlüsselbund in die Hosentasche tust oder nebendran auf die Waage legst. (Luft/Schlüssel drinnen, Luft/Schlüssel auf der Waage).

Also: Im luftleeren Raum würdest Du tatsächlich schwerer werden. In einem Raum, in welchem bereits Luft ist, ändert die Luft nichts, da der Nullwert die Luftgravitation berücksichtigt. Im Übrigen führt das Einatmen nur zur Veränderung des gewogenen Körpers. Jedoch ändert die horizontale Veränderung des Körpers nicht das Gewicht.

WetWilly 07.07.2014, 14:28

Diese Überlegung würde nur stimmen, wenn die Luft in der Lunge unter Umgebungsdruck stünde - was aber nicht der Fall ist.

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nobytree 07.07.2014, 15:03
@WetWilly

Okay. Zumindest kann der Fragesteller in seinem Referat jetzt eine saubere fundierte Antwort liefern.

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Falls man dabei bis zum Hals im Wasser steht: Ja.

Gas ist immer in deinem Körper:D CO2 wird ja im Körper gebildet und dann abgegeben an die Luft und jetzt frag dich, was schwerer ist CO2 oder Luft?

Luft wiegt nix.

Nimm eine Tüte und leg sie flach auf die Waage. Und dann puste sie auf und leg sie wieder auf die Waage. - Wenn die Luft dann was wiegt, fress ich 'n Besen - ‹(•ﮟ•)›

lks72 11.07.2014, 20:51

Dass die aufgeblasene Tüte nicht mehr wiegt, liegt daran, dass die zusätzliche Gewichtskraft der Luft in der Tüte exakt kompensiert wird durch den Auftrieb in der Luft, nämlich die verdrängte Luft.

Dies gilt solange, wie der Luftdruck in der Tüte gleich dem Außendruck ist. Ist der Innendruck höher, dann zeigt die Waage mehr an.

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cyracus 11.07.2014, 21:05
@lks72

Oh wie gut, ich muss keinen Besen fressen ;-)) - ‹(•¿•)›

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rouven85 15.07.2014, 17:51

Luft wiegt, abhängig von temp. rund 1,17kg pro Kubikmeter, denn wenn sie nix wiegen würde wie du sagtes, dürftest du ja auch keinen Widerstand meken wenn du mal während der Fahrt die Hand aussem Auto hältst..;-)

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