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Pascalsche ZauberfontäneMario Brauer - Sächsischer Bildungsserver |
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Eine pascalsche Zauberfontäne kann man im einfachsten
Falle mit zwei Plastflaschen erzeugen. Sie werden beide mit einem Stopfen verschlossen,
der zwei Bohrungen besitzt. Eine der Flaschen wird - z.B. auf einem Holzklotz
- mindestens 20 cm höher als die andere aufgestellt. In je einer Bohrung der
Stopfen befindet sich ein kurzes Rohrstück. Die äußeren Enden dieser Rohrstücke
werden durch einen Schlauch miteinander verbunden. In der anderen Bohrung jedes
Stopfens steckt ein langes Rohr, das jeweils bis dicht über den Boden der Plasteflasche
reicht Das Rohr, das sich in der tieferstehenden Flasche befindet, endet oben
in einem Trichter. Das lange Rohr in der zweiten Flasche ist am oberen Ende
zu einer Düse verengt. Es ist zweimal abgewinkelt, so dass sich seine nach oben
gerichtete Öffnung direkt über dem Trichter der anderen Plastflasche befindet.
Die höherstehende Flasche wird vollständig mit Wasser gefüllt. Nachdem man alle
Stopfen und Bohrungen sorgfältig auf Dichtheit geprüft hat, gießt man das Wasser
in den Trichter bis er etwa zur Hälfte gefüllt ist. Aus der Düse tritt ein Wasserstrahl
aus (siehe Bild). In gleichem Maße, wie dieses Wasser in den Trichter hineingelangt,
fließt Wasser in die tieferstehende Flasche ab. Diese Vorgänge vollziehen sich
so lange, bis alles Wasser aus der höhergelegenen Flasche über die Fontäne in
die tieferstehende Flasche geflossen ist. Bei einem inneren Düsendurchmesser
von 1 mm dauert das etwa 12 Minuten.
Die für das Fließen des Wassers erforderliche Energie resultiert aus der unterschiedlichen
Höhe der Flüssigkeitsspiegel in den beiden Flaschen. Die Luft in der tieferstehenden
Flasche steht unter dem Druck der Flüssigkeitssäule in dem Rohr mit Trichter
(ca. 70 cm Wassersäule). Der gleiche Druck herrscht in der anderen Flasche.
In dem Rohr mit der Düse hat die Flüssigkeitssäule nur eine Höhe von etwa 20
cm.
Während des Experiments nimmt dieser Höhenunterschied ständig ab, so dass die
Fontäne geringfügig an Höhe verliert. Die Höhe des Wasserstrahls lässt sich
dadurch vergrößern, dass man die zweite Flasche gegenüber der ersten noch höher
anordnet. Das erfordert eine Verlängerung des Rohres mit Trichter. Daran ist
zu erkennen, dass auch die Länge der Wassersäule in diesem Rohr und damit der
Luftdruck in den Flaschen wächst. Besonders zweckmäßig ist es, die eine Flasche
auf dem Fußboden, die andere auf dem Tisch aufzustellen.