Ph 08

Heimversuche

Ansaugen von Saft

Aus der Sendung "Kopfball" des WDR vom 23. November 1997


Anstrengender Saft-Genuss

Auf dem Boden stehen zwei große Gläser mit Orangensaft, in denen jeweils ein übergroßer - über zwei Meter langer - durchsichtiger Strohhalm steht. Der Saft soll nun durch die Strohhalme hochgesaugt werden: Während an dem einen Halm ein Mensch saugt, tritt an dem anderen Trinkhalm ein „kräftiger" Staubsauger gegen den Menschen an.

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Wer wird den Saft höher in den Strohhalm saugen können; der Mensch oder der Staubsauger?

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Der Mensch kann den Orangensaft höher in den Halm hineinsaugen als der Staubsauger.

Im Innern eines Staubsaugers befindet sich ein Gebläse, das die Luft durch den Schlauch ansaugt und auf diese Weise den Staub aufnimmt. Dieses Gebläse ist ein sogenanntes Radialgebläse, welches die Luftmoleküle in schnelle Rotation versetzt. Durch die entstehenden Fliehkräfte wird die Luft aus einer Öffnung des Saugers herausgeschleudert, wodurch im Innern ein Unterdruck entsteht. Durch den Staubsaugerschlauch wird dieser ausgeglichen: So saugt der Staubsauger.

Die entsprechenden Gebläse sind derart ausgelegt, daß sie in kurzer Zeit möglichst viel Luft anzusaugen. Nur so gelangt der Staub in den Staubsauger, wo er durch einen Filter zurückgehalten wird. Die Gebläse sind jedoch nicht darauf ausgelegt, einen möglichst großen Unterdruck zu erzeugen, da diese zum Staubsaugen weder nötig noch sinnvoll sind: Bei zu hohem Unterdruck würde sich das Saugrohr zu stark am Boden festsaugen, so dass man es nicht mehr einfach über den Boden gleiten lassen könnte.

Der hier verwendete Staubsauger kann einen Unterdruck von etwa 0,2 bar erzeugen. Der Druck im Innern des Staubsaugers ist also um 0,2 bar niedriger als der gewöhnliche Luftdruck, der etwa 1 bar beträgt; d. h., daß der Druck im Staubsauger bei etwa 0,8 bar liegt.

Eine stehende Wassersäule (bzw. in unserem Fall eine Saftsäule) übt einen Druck aus, der pro Meter 0,1 bar beträgt; bei Orangensaft ist es etwas mehr. Somit ist es nicht möglich, mit dem Staubsauger den Orangensaft höher als 2 Meter zu saugen. An dieser Stelle beträgt der Druck der Wassersäule genau 0,2 bar. Damit hält sich der Unterdruck in dem Staubsauger mit dem hydrostatischen Druck der Wassersäule die Waage.

Im Gegensatz dazu kann der Mensch mit seinem Mund einen Unterdruck von bis zu 0,8 bar erzeugen; im Mund herrscht dann also ein Druck von 0,2 bar. Es wäre also demnach möglich, mit dem Mund das Wasser bzw. den Orangensaft bis zu acht Meter hochzusaugen. Diese erstaunliche Leistung ist möglich, weil in den Mundraum von außen keine Luft einströmen kann, die Muskulatur recht kräftig ist und der Mundraum relativ klein ist.