Druck und Auftrieb

1) Beim Eintauchen der Dose in das Wasserbad wird die Dosenwand stark abgekült, sodass der Wasserdampf in der Dose an den Wänden schlagartig kondensiert. In flüssigem Zustand besitzt die gleiche Menge Wasser aber ein deutlich geringeres Volumen als in gasförmigem Zustand. Somit entsteht in der Dose ein Unterdruck. Der äußere Luftdruck führt nun dazu, dass die Dose zusammengedrückt wird.

2) Du musst die Dose mit der Öffnung nach unten ins Wasser eintauchen, da das Wasser so die Luft in der Dose abschließt. Es kann keine Luft in die Dose nachströmen, wenn der Wasserdampf im Inneren der Dose zu Wasser kondensiert. Da Wasser deutlich träger ist als Luft, kann es nicht schnell genug nachströmen, um das Implodieren der Dose zu verhindern.

Wenn du die Dose stattdessen mit der Öffnung nach oben ins Wasserbad eintauchst, ist die Luft in der Dose nicht abgeschlossen. Beim Kondensieren des Wasserdampfs strömt damit einfach Luft durch die Öffnung ins Innere der Dose nach und gleicht den äußeren Luftsdruck sofort aus. Die Dose wird also nicht zusammengedrückt.

3) Das Verdampfen des Wasser führt zu einer mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre in der Dose. Wenn dieser Wasserdampf wieder kondensiert reduziert sich das Volumen beim Übergang von gasförmig zu flüssig sehr stark. Verzichtest du auf diesen Schritt, so findet in der Dose keine Kondensation ab. Es kühlt sich hier lediglich ein Gas ab, was zu einer deutlich geringern Volumen- bzw- Druckreduktion führt.