Was passiert mit Luft, wenn sie warm oder kalt wird?

Was passiert, wenn Luft warm wird? Und was, wenn sie abkühlt? Mit den Experimenten auf dieser Seite kannst du erforschen, wie sich Luft bei verschiedenen Temperaturen verhält.

• Wie verhält sich ein Luftballon bei Temperaturänderung?
• Zwei Experimente mit Glasflasche und Luftballon
• Die kalte PET-Flasche
• Erklärung

Wie verhält sich ein Luftballon bei Temperaturänderung?

Was passiert mit einem Luftballon, wenn du ihn einer Änderung der Umgebungstemperatur aussetzt? Das Experiment machst du am besten, wenn die Temperatur draußen unter 0°C ist (also im Winter). Alternativ kannst du das Experiment auch mit Hilfe einer Gefriertruhe durchführen.

Du brauchst:

• Luftballon
• Außentemperatur deutlich unter 0°C
• Maßband oder Schnur

So gehst du vor:

1. Blas den Luftballon im warmen Zimmer auf
2. Merk dir wie groß der Luftballon ist. Du kannst den Umfang mit einem Maßband messen. Hast du kein Maßband, kannst du auch ein Stück Schnur um den Luftballon legen. Mach einen Knoten oder markiere die Überschneidung mit einem Stift.
3. Bring den Luftballon nach draußen und lass ihn einige Minuten in der Kälte liegen. Beobachte ihn: Kannst du vielleicht etwas erkennen?
4. Miß erneut den umfang des Luftballons
5. Jetzt kannst du den Luftballon wieder mit ins Warme nehmen. Nach einiger Zeit mißt du wieder den Umfang.

Mißt du den Umfang des Luftballons bei verschiedenen Temperturen, so stellst du fest, dass der Umfang bei höheren Temperaturen größer, bei niedrigeren Temperaturen kleiner ist.

Zwei Experimente mit Glasflasche und Luftballon

Vorsicht: Bei diesen Experimenten besteht Verbrennungsgefahr durch heißes Wasser. Für die Durchführung der Experimente ist die Hilfe einer erwachsenen Person nötig!

Experiment 1

Du brauchst:

• Herdplatte oder Wasserkocher
• Topf
• Wasser
• Leere Glasflasche ohne Deckel
• Luftballon

Und so gehst du vor:

1. Zieh den unaufgeblasenen Luftballon mit den Händen in alle Richtungen um ihn zu dehnen.
2. Die Glasflasche kannst du ein paar Minuten in den Kühlschrank stellen um sie abzukühlen.
3. Jetzt ziehst du den Zipfel des Luftballons über die Öffnung der Glasflasche.



4. Stell die Glasflasche in den Topf.
5. Hier ist die Hilfe einer erwachsenen Person notwendig: Entweder kochst du jetzt Wasser in einem Wasserkocher und schüttest es zu der Flasche in den Topf. Oder du füllst den Topf mit Wasser und erhitzt ihn auf einer Herdplatte.
6. Beobachte den Luftballon.

Du kannst beobachten, wie der Luftballon sich aufrichtet und ein kleines bisschen aufbläst. Manchmal ist es hilfreich den Luftballon leicht anzuheben, damit die Luft in ihn strömen kann. Wenn du den Luftballon mit den Fingern zusammendrückst spürst du die Luft im Inneren.

Experiment 2

Du brauchst:

• Heißes Wasser
• Leere Glasflasche ohne Decekl
• Luftballon
• Kühlschrank oder sehr niedrige Außentemperaturen
• Topflappen

Und so gehst du vor:

1. Fass die heiße Flasche nur mit Topflappen an!
2. Hier ist die Hilfe einer erwachsenen Person notwendig: Spül die Flasche mit heißem Wasser aus. Lass eventuell das Wasser für kurze Zeit in der Flasche.
3. Zieh den Zipfel eines (wie oben gedehnten) Luftballons über die Öffnung der Glasflasche.
4. Stell die Flasche in den Kühlschrank oder nach draußen, wenn es kalt ist.
5. Warte einige Zeit, bis die Flasche abgekühlt ist.
6. Beobachte den Luftballon. Falls er um den Flaschenhals geknickt ist, zieh ihn leicht nach oben.

Beim Abkühlen der Flasche wird der Luftballon in die Flasche gezogen und bläst sich sogar nach innen auf.

Die kalte PET-Flasche

Du brauchst:

• Leere PET-Flasche
• Kalte Außentemperaturen, Kühlschrank oder kalten Keller

Und so gehst du vor:

1. Öffne die PET-Flasche und warte, bis sie Zimmertemperatur annimmt.
2. Schließe die PET-Flasche
3. Stell die verschlossene PET-Flasche in die Kälte, z.B. nach draußen, in den Kühlschrank oder den kalten Keller.

Nach kurzer Zeit kannst du beobachten, wie sich die PET-Flasche zusammenzieht. Sie sieht bei großen Temperaturunterschieden aus wie plattgedrückt. Bringst du die Flasche wieder ins Zimmer, nimmt sie ihre ursprüngliche Form wieder an.

Erklärung

Luft ist nicht nichts. Sie besteht aus vielen kleinen Luftmolekülen. Diese sind so klein, dass wir sie nicht sehen können. Aber sie sind immer da und bewegen sich ständig. Je wärmer die Luft ist, desto schneller und stärker bewegen sie sich. Je kälter es wird, desto langsamer werden sie. Wenn sich die Luftmoleküle stärker bewegen, brauchen sie mehr Platz.

Stell dir vor, du stehst mit deinen Freunden in einer Gruppe zusammen. Solange ihr euch nicht viel bewegt, braucht ihr nicht viel Platz. Wenn ihr euch bewegt, müsst ihr auseinander gehen und braucht mehr Raum. Bei den Luftmolekülen ist es ähnlich: in wärmerer Umgebung brauchen sie mehr Raum. Man sagt, die Luft dehnt sich aus.

Die Menge der Luft im Luftballon oder in der Flasche ist gleich geblieben. Bei niedrigeren Temperaturen brauchen die Teilchen in der Luft weniger Platz. Kalte Luft ist dichter als warme Luft: der Luftballon zieht sich zusammen. In der PET-Flasche entsteht ein Unterdruck. Die Flasche wird vom äußeren Luftdruck zusammengedrückt.

Wenn du eine Glasflasche heiß ausspülst, ist die Luft in ihrem Inneren heiß. Wir verschließen die Flasche mit dem Luftballon, so dass keine zusätzlich Luft hinein kann. Im Kühlschrank kühlt die Luft ab, sie wird dichter. In der Flasche entsteht ein Unterdruck. Der äußere Luftdruck drückt den Luftballon in die Flasche.