Experimente zur Eigenschaft "warme Luft dehnt sich aus und steigt auf"

Wenn man die Flasche föhnt, füllt sich der Luftballon. Wenn die Flasche gekühlt wird, zieht sich der Luftballon wieder zusammen. Es kann sogar sein, dass er in die Flasche gedrückt wird.

Auch wenn die Luft für uns nicht sichtbar ist, ist die Flasche mit dem darüber gestülpten Luftballon nicht leer, sondern mit Luft gefüllt. Durch den darüber gestülpten Luftballon kann die Luft nicht entweichen. Wird die Flasche geföhnt, so erwärmt sich die Luft in der Flasche. Luft hat die besondere Eigenschaft, dass sie sich ausdehnt, wenn sie erwärmt wird. Sie braucht mehr Platz als kältere Luft. Da Luft mehr Platz braucht und der Luftballon elastisch ist, dehnt er sich aus. Es befindet sich nicht nur Luft im Luftballon, sondern auch weiterhin in der Flasche.

Stellst du die Flasche in das kalte Wasser, kühlt die Luft in der Flasche ab. Sie braucht weniger Platz als die warme Luft vorher, weshalb sich der Ballon wieder zusammenzieht. Der Platz in der Flasche reicht aus. Manchmal wird der Luftballon sogar in die Flasche gedrückt. Dies liegt daran, dass der Luftdruck außerhalb der Flasche größer ist als in der Flasche.

Wie du gesehen hast, bleibt der Luftballon aufgeblasen. Dies liegt daran, dass sich warme Luft ausdehnt und nicht einfach nur nach oben steigt. Damit ist es egal, wie du die Flasche hältst.

Zu Beginn ist die Waage im Gleichgewicht. Wird die Kerze unter das Hütchen gehalten, gerät die Waage aus dem Gleichgewicht. Das Hütchen, unter welches die Kerze gehalten wurde, geht nach oben. Entfernt man die Kerze, so sinkt das Aluhütchen und die Waage kommt wieder ins Gleichgewicht.

Auch wenn die Luft für uns nicht sichtbar ist, sind die Aluhütchen nicht leer, sondern mit Luft gefüllt. Hast du die beiden Hütchen genau gebaut, sind sie fast gleich und so stellt sich ein Gleichgewicht auf der Waage ein.

Vergleicht man die beiden Aluhütchen, bieten beide Hütchen gleich viel Platz für die Luft. Hält man nun die Kerze unter eines der Hütchen, wird die Luft in diesem Hütchen erwärmt. Luft hat die besondere Eigenschaft, dass sie sich ausdehnt, wenn sie erwärmt wird. Sie braucht mehr Platz als die kältere Luft, die sich in dem anderen Hütchen befindet. Die Hütchen sind nicht elastisch und bleiben starr. Etwas warme Luft entweicht aus dem Hütchen, da sie mehr Platz braucht als das Hütchen bietet. Es befindet sich aber weiterhin warme Luft in dem Hütchen. Betrachtet man nur die Luft, die unter den Hütchen Platz findet, ist die warme Luft im Vergleich zu der kalten Luft leichter. Das Hütchen mit der warmen Luft steigt auf und die Waage kommt aus dem Gleichgewicht. Entfernt man die Kerze wieder, kühlt sich die Luft ab und die Waage kommt wieder ins Gleichgewicht.