Was ist Luft?

Luft ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen. Nur 21 Prozent, also gut ein Fünftel der Mischung, sind Sauerstoff, 78 Prozent Stickstoff und 1 Prozent ist das Edelgas Argon. Der vierthäufigste Bestandteil ist Kohlendioxid, das aber nur noch einen winzigen Anteil von 0,038 Prozent hat und damit schon zu den sogenannten Spurengasen zählt. Außerdem kommen noch 20 weitere Gase nur in Spuren in dem Gemisch vor. Daneben sind in der Luft noch Stoffe enthalten, die keine Gase sind, wie zum Beispiel Wasser in Form von Tropfen oder Eiskristallen, Staubpartikel, Pollen und Bakterien. 

01a Luft sichtbar machen 

Material: 1 Glas, Wasserbehälter 

Füllt die Spüle oder eine große Schüssel mit Wasser und drückt ein Glas mit der Öffnung nach unten ins Wasser. Diesen Versuch kann man auch mit Plastikbechern in der Badewanne machen. 

Beobachtung: Die Luft wird sichtbar. Sie bleibt im Glas, auch wenn es untertaucht. 

Erklärung: Das Wasser kann nicht in den Becher strömen, da der Raum im Glas schon von der Luft in Anspruch genommen wird.

01b Luft umfüllen 

Material: 2 Gläser, Wasserbehälter 

Taucht ein zweites Glas so unter Wasser, dass es voll läuft. Lasst nun die Luft aus dem luftgefüllten Glas entweichen und haltet die Öffnung des anderen Glases darüber. 

Beobachtung: Die Luftblasen steigen auf und sammeln sich im zweiten Glas. Dort, wo Wasser war, ist jetzt Luft und umgekehrt. 

Erklärung: Luft ist leichter als Wasser und entweicht nach oben. Im wassergefüllten Glas steigt die Luft auch nach oben und verdrängt das Wasser nach unten aus dem Becher heraus. 

02 Luft wiegen 

Material: Ball, Pumpe, Brief- oder Küchenwaage 

Lasst die Luft aus dem Ball und wiegt ihn. Pumpt dann den Ball wieder so prall wie möglich auf und wiegt ihn erneut. Wie groß ist die Differenz? 

Beobachtung: Unser Ball war nach 30 Hüben mit der Ballpumpe 5 g schwerer. 

Erklärung: Ein Liter Luft wiegt bei 25 °C und normalem Luftdruck 1,18 g. Wenn 4 Liter Luft in den Ball gepumpt werden, wiegt er 4 x 1,18 g = 4,72 g mehr. 

03 Der Druck der Luft 

Material: große Flasche 

Legt eine möglichst große und hohe Flasche ins Spülbecken. Wenn die Flasche voll Wasser gelaufen ist, hebt Ihr sie mit der Öffnung nach unten an. 

Beobachtung: Solange die Öffnung unter dem Wasserspiegel bleibt, fließt kein Wasser aus der Flasche. 

Erklärung: Da keine Luft in die Flasche strömen kann, kann das Wasser auch nicht auslaufen. Der Druck der Umgebungsluft, der auf den offenen Wasserspiegel lastet, drückt das Wasser in die Flasche hinein. Erst wenn der Druck des Wassers in der Flasche größer als der Luftdruck wäre, könnte das Wasser aus der Flasche heraus. Dann würde sich in der Flasche ein luftleerer Raum, ein Vakuum, bilden. Allerdings müsste die Flasche dafür 10 Meter hoch sein – etwa so hoch wie ein Einfamilienhaus! 

04 Luftballon füllen 

Material: große Glasflasche, kleiner Luftballon 

Legt eine offene leere Flasche ins Gefrierfach. Lasst das Spülbecken mit heißem Wasser volllaufen. Zieht den Luftballon über die kalte Flasche und stellt sie ins Wasser. 

Beobachtung: Nach kurzer Zeit füllt sich der Luftballon mit Luft. 

Erklärung: Die Luft in der kalten Flasche ist ebenfalls kalt. Wenn die Flasche im heißen Wasser steht, erwärmt sich die Luft und dehnt sich aus – bis in den Ballon. Je größer die Temperaturunterschiede sind, desto größer ist die Wirkung. 

Tipp: Pustet den Luftballon erst ein paarmal auf, damit er ausleiert, bevor Ihr ihn auf die Flasche zieht. Und haltet die Flasche am besten fest, wenn Ihr sie ins Wasser stellt - sie könnte umkippen. 

05 Rückstoßprinzip 

Material: glatte Schnur (z.B. Angel- oder Drachenschnur), Strohhalm ohne Knick, Luftballon, Klebefilm, Tütenklemme 

Fädelt den Strohhalm auf die Schnur und spannt sie im Zimmer auf. Verschließt den aufgeblasenen Luftballon mit der Klemme. Klebt den Luftballon am Strohhalm fest und zieht ihn dann an das eine Ende der Schnur. Öffnet jetzt den Verschluss (dabei den Ballon nicht festhalten!). 

Beobachtung: Der Ballon saust an der Schnur davon. 

Erklärung: Der Ballon hält die Luft unter Druck. Wird der Verschluss geöffnet, strömt die Luft heraus. Dieser Luftstrom drückt sich am Widerstand der Umgebungsluft ab und treibt den Ballon nach vorne. Dabei entspricht die nach vorne gerichtete Kraft der Kraft, mit der die Luft hinten ausströmt – ein Prinzip, das man auch ausnutzt, um Raketen in den Weltraum zu schießen.