Der physikalische Druck

Fach Fach

Klasse 11

Autor sandi2001

Veröffentlicht am 02.10.2018

Schlagwörter

Druck Physik Gas

Zusammenfassung

Dieses Referat beinhaltet eine übersichtliche, präzise Beschreibung der verschiedenen physikalischen Druck-arten. Behandelt wird der Gasdruck, der Flüssigkeitsdruck, der Auftrieb, der Auflagedruck und der Schweredruck.

Als “Druck” bezeichnen wir im Alltag viele verschiedene Dinge. Allerdings hat der Begriff Druck in physikalischer Hinsicht eine sehr genau zu nehmende Defintion.
Physikalisch sowie mathematisch gesehen ist ein Druck das Ergebnis, wenn eine bestimmte Kraft F auf eine Fläche A wirkt. Je nach Beschaffenheit des Körpers, auf den der Druck wirkt sowie je nach Intensität des Drucks kann der entsprechende Körper in manchen Fällen verformt oder bewegt werden.
Man unterscheidet beim physikalischen Druck mehrere verschiedene Arten, welche im Folgenden aufgelistet sowie beschrieben werden.


Der Gasdruck

Entstehung: Im Gas befinden sich winzige Moleküle. Diese stoßen immer wieder aneinander und prallen außerdem an die Gefäßwände, beispielsweise an die Gummiwand eines aufgeblasenen Luftballons. 


Ändern des Gasdrucks:
Der Gasdruck kann durch einige verschiedene Maßnahmen verkleinert oder vergrößert werden:

  1. Durch Erhöhen der Gasmenge. Je mehr Luft beispielsweise in einen Ballon gepumpt wird, desto höher ist der Druck, der darin herrscht.

  2. Durch Erhöhen der Temperatur. Wenn die Temperatur erhöht wird, sorgt das dafür, dass sich die Moleküle schneller bewegen und somit öfter aneinanderprallen. Dies führt zu hohem Druck.

  3. Durch Verringern des Volumens. Je weniger Platz eine bestimmte Gasmenge zur Verfügung hat, desto öfter prallen sie aneinander; folglich steigt der Druck.

Wirkung: Der Gasdruck wirkt an allen Stellen gleich stark.


Der Flüssigkeitsdruck

Auch in Flüssigkeiten kann Druck herrschen. Denn auch dort befinden sich Moleküle, die permanent in Bewegung sind und immer wieder aneinander und an die Gefäßwände prallen. Im Gegensatz zu Gasen können Flüssigkeiten kaum zusammengedrückt werden.

Wirkung: Auch der Flüssigkeitsdruck ist an allen Stellen gleich stark. Zudem wirkt er in alle Richtungen.


Der Auflagedruck

Wenn ein Körper auf eine Unterlage drückt, dann wirkt auf die Unterlage ein sogenannter Auflagedruck. Dieser ist abhängig von verschiedenen Faktoren, wie der Auflagekraft (gleichzustellen mit der Gewichtskraft), sowie der Auflagefläche.

Wirkung: Der Auflagedruckt wirkt ausschließlich bei festen Körpern. Wenn ein Körper zu weich ist, kann er verformt werden.


Der Schweredruck

Den Schwereruck kann man unterteilen in:

1. HYDROSTATISCHER DRUCK
Dieser entsteht in einer bestimmter Tiefe durch das Eigengewicht der Flüssigkeit. Je tiefer der Körper in der Flüssigkeit ist, desto höher ist der Druck.
Wirkung ist abhängig von der Art der Flüssigkeit. Er wirkt jedoch immer in alle Richtungen, und ist in gleicher Tiefe immer gleich groß

Verbundene Gefäße: In verbundenen (kommunizierenden) Gefäßen stehen gleiche Flüssigkeiten immer gleich hoch. (Der Schweredruck drückt das Wasser in das zweite Gefäß, bis der Wasserspiegel gleich
ist: Dann herrscht kein Druckunterschied mehr. Die Form der Gefäße ist dabei komplett irrelevant).

2. LUFTDRUCK

Entstehung: Die Luft erzeugt durch ihre eigene Gewichtskraft einen 
 Schweredruck. Der Luftdruck ist allerdings nicht überall gleich groß: Das Wetter und vor allem die Höhe
 (Je höher, desto niedriger der Luftdruck) spielen dabei eine wichtige Rolle.
Der Normdruck beträgt etwa 1.013 bar.

Der Auftrieb

1. AUFTRIEB IN FLÜSSIGKEITEN

Der Auftrieb in Flüssigkeiten wirkt immer entgegen der Gewichtskraft. Je größer das Volumen, desto stärker ist der Auftrieb. Hängt nur ab vom Volumen, nicht von der Masse. Je größer die Dichte, desto größer der Auftrieb.
Die Auftriebskraft ist das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit (=Archimedisches Prinzip).

Etwas sinkt, wenn: FG > FA

Etwas schwebt im Wasser, wenn: FG = FA

Etwas steigt, wenn: FG < FA

(Zum Beispiel: Fisch mit Schwimmblase)

2. AUFTRIEB IN GASEN
Wenn ein Körper mit einem leichten Gas gefüllt ist, ist er leichter als Luft und es wirkt so eine Auftriebskraft.
Dabei gilt FG < FA
(Z.B.: Heißluftballon / Zeppelin / Heliumballon)