NZZ Folio 04/94 - Thema: Südafrika   Inhaltsverzeichnis

Phänomene -- Auftrieb

Von Wolfgang Bürger

«Ein Körper, der von einem Medium umgeben ist, verliert so viel an Gewicht, wie das Medium wiegt, das er durch sein Volumen verdrängt.» Nach der Legende erregte diese Einsicht Archimedes von Syrakus (287-212 v. Chr.) so sehr, dass er mit dem Rufe «Heureka» nackt aus dem Bade sprang und auf die Strasse lief. Doch nachgefragt: Woher weiss man, wieviel der Teil des Mediums gewogen hätte, den er von seinem Platz verdrängt hat? Antwort: Das umgebende Medium wirkt allseitig mit denselben Kräften auf ihn.

Ein mittelgrosses Postpaket von 30×40×50 Zentimeter verdrängt 60 Liter Luft und wird durch den archimedischen Auftrieb um 78 Gramm leichter als im luftleeren Raum. Wer denkt schon daran, dass 1 Liter Luft 1,3 Gramm wiegt, so viel wie 1,3 Kubikzentimeter Wasser. Soll die Post beim Paketporto die 78 Gramm in Rechnung stellen, die sie unfreiwillig mittransportieren muss? Darüber würden wir uns zu Recht beklagen. Auch die Postwaagen, die Postfahrzeuge und die Postbediensteten werden dank dem Auftrieb in vertikaler Richtung um 78 Gramm weniger belastet. Im übrigen ist mit dem Inhalt des Pakets sowieso ein grosser Teil Luft mitverpackt, die unvermeidlich mit dem Paket verschickt wird. Ein grosses Paket kann zum Beispiel einige Atemzüge guter Berner Luft nach Zürich bringen.

Die Atmosphäre lastet so schwer auf uns wie ein um die Erde reichendes 10 Meter tiefes Meer aus Wasser, auf dessen Grund wir stehen. Wie bringt ruhende Luft die Kraft auf, so grosse und so schwere Körper wie einen Heissluftballon zu tragen? Seine Ballonhülle, an der der Fahrkorb mit dem Brenner hängt, wiegt mit der Nutzlast zusammen nahezu eine Tonne. Heissluftballons sind unten offen (wie übrigens auch ihre Verwandten, die Gasballons, mit Rücksicht auf die Undehnbarkeit ihrer Hülle). An der Öffnung des Ballons ist daher der Druck des heissen Füllgases dem Druck der kalten Aussenluft gleich. Nach oben nimmt der Gasdruck innen wegen der geringeren Dichte langsamer ab als in der kälteren Aussenluft. Dadurch entsteht ein tragender Überdruck unter der Ballonkuppel. Die Tragkraft des Ballons ist um so grösser, je grösser sein Volumen und je höher die Temperatur in seinem Innern, aber auch je kälter die Luft draussen ist. Bei einer Aussentemperatur von 20º C und der Temperatur von 100º C der Gase in seinem Innern braucht der Ballon etwa 4000 Kubikmeter Volumen pro Tonne Last, um steigen zu können. Das ist das Volumen einer Kugel von fast 20 Metern Durchmesser.


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