Ach so!
höher als im Autoreifen?
37 Wussten Sie, dass immerhin 80
Prozent aller Reifenpannen durch den richtigen Reifendruck hätten verhindert werden
können? Bei zu wenig Luft verformt sich der Reifen während der Fahrt. Er wird
anfälliger und nutzt sich schneller ab.
Wenn im Autoreifen nicht genug Druck herrscht, steigt der
Benzinverbrauch, und beim platten Fahrradreifen wird das Treten schwerer. Zu wenig
Luft ist sogar gefährlich, denn durch die Walkarbeit, wie die ständige Verformung
genannt wird, heizt sich der Reifen mit der Zeit stark auf. Während der Fahrt wird
er so heiß, dass er sogar platzen kann. Entlang der Autobahnen sieht man häufig
Reste von LKW-Reifen, die durch zu wenig Innendruck zerstört wurden.
Der richtige Reifendruck ist also wichtig, doch beim
Vergleich zwischen Fahrrad-, Auto- und Traktorreifen gibt es einen interessanten
Unterschied: Der Luftdruck im Traktorreifen liegt unter 2 Bar, beim Autoreifen
beträgt er etwa 2,5 Bar, und beim schmalen Fahrradreifen ist er am höchsten. Die
Reifen der Rennräder sind hart und besitzen einen Innendruck von 9 Bar! Je größer
der Reifen ist, desto kleiner ist der entsprechende Luftdruck – warum?
Ein Experiment macht es deutlich: Klein gegen Groß. Zwei
Schläuche – Fahrrad- gegen Autoschlauch. Beide werden aufgepumpt und sind über ein
T-Stück miteinander verbunden. In beiden Schläuchen herrscht also zu jedem Zeitpunkt
derexakt gleiche Druck. Und jetzt die Zerreißprobe: Wir pumpen
und pumpen. Wer hält dem Druck am besten stand? Viele meinen: Der zierliche
Fahrradschlauch muss zuerst platzen. Macht man den Versuch, endet er mit einem Knall
und einer überraschenden Erkenntnis: Der Autoschlauch platzt, wohingegen der
Fahrradschlauch heil bleibt! Die Ursache hierfür liegt in einem einfachen
physikalischen Zusammenhang: Druck ergibt sich durch die Wirkung einer Kraft auf
eine Oberfläche.
Der Fahrradschlauch besitzt eine kleine Oberfläche, daher
wirkt also bei gleichem Druck eine kleinere Kraft auf den Schlauch als beim
Autoreifen mit seiner größeren Oberfläche. Obwohl der Luftdruck also derselbe ist,
wirkt auf den Autoschlauch eine weit größere Kraft, und die zerstört den Schlauch:
Der Autoschlauch platzt, der Fahrradschlauch bleibt ganz!
Je größer der Reifen ist, desto geringer muss demnach der
Luftdruck sein. Wenn Sie also beim nächsten Mal Ihre Reifen kontrollieren, denken
Sie daran: Die Kleinen halten mehr Druck aus als die Großen.
Wie funktioniert ein Handwärmer?
38 In unserem Alltag gibt es pfiffige
Utensilien, die auf einem erstaunlich einfachen physikalischen Prinzip beruhen. Ein
Beispiel hierfür sind Handwärmer.
In dem kleinen Kissen befinden sich eine durchsichtige
Flüssigkeit und ein kleines Blechplättchen. Knickt man das Blech um, so setzt ein
Verwandlungsprozess ein: Die Flüssigkeit beginnt zu kristallisieren, verfestigt sich
und wird dabei angenehm warm. Wenn das Kissen wieder abgekühlt ist, legt man es eine
Weile in heißes Wasser. Die feste Kristallmasse wird wieder klar und flüssig, und
der Handwärmer lässt sich wieder verwenden.
Wie aber entsteht die Wärme?
Jede Substanz, ob Wasser oder auch das besondere Salz im
Wärmekissen, tritt in fester oder in flüssiger Form auf. Durch das Erhitzen findet
eine Verwandlung von fest nach flüssig statt. Physiker sprechen dann von einem
Phasenübergang; interessant dabei ist die Energiebilanz:
Wenn man Eis erhitzt, schmilzt es. Dabei wird zunächst aus
0 °C kaltem Eis 0 °C kaltes Wasser. Allein dieser Phasenübergang verbraucht sehr
viel Energie, denn beim Schmelzprozess müssen unzählige mikroskopische
Kristallstrukturen aufgebrochen werden. Obwohl man also Wärme zugibt, verändert sich nur die innere Struktur, jedoch nicht die Temperatur. Man spricht daher auch
von versteckter oder latenter Wärme. Die Energie, die nötig ist, um Eis zu
schmelzen, reicht aus,um dieselbe Menge an Wasser von 0 °C auf 80
°C zu erhitzen. Die latente Wärme ist also gewaltig!
Allein aus der Energiebilanz wird somit deutlich, dass man
sehr viel Energie benötigt, um Eis zu schmelzen. Ohne latente Wärme wäre das
Skifahren um Ostern unmöglich. Die Sonne braucht aufgrund der latenten Wärme des
Wassers eben sehr lange, um den Schnee zum Schmelzen zu bringen.
Da in der Natur Energie immer erhalten wird, wird diese
versteckt gespeicherte Energie natürlich wieder frei, wenn aus
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