Ist der Luftdruck grösser bei Warmluft oder Kaltluft?
Also ist der Luftdruck grösser bei kalter oder warmer Luft. Die kalte Luft ist doch schwerer und somit ist doch die Belastung grösser.. Aber die warme Luft ist doch energiereicher... Könnte mir das jemand bitte erklären?
Danke
3 Antworten
Luftdruck und Dichte sind direkt proportional. Luftdichte und Temperatur sind umgekehrt proportional. I.e. mit höherer Temperatur sinkt die Dichte der Luft. Bei sinkender Dichte ist der Luftdruck - d.h. die Gewichtskraft (Masse der Luft * Erdbeschleunigung) pro Flächeneinheit- naturgemäß ebenfalls geringer.
"Energiereicher" heißt lediglich, dass die Luftmoleküle eine höhere kinetische Energie haben, sich also schneller bewegen und sich auf einen größeren Raum verteilen als weniger energetische Moleküle. Darum sinkt die Dichte von Gasen bei steigender Temperatur (keine Volumenarbeit vorausgesetzt)...
Vorsicht bei einer Verknüpfung der Begriffe mit meteorologischen Begriffen wie "Hoch" oder "Tief" - die ergeben sich aus dynamischen Prozessen.
Beim Erhitzen eines geschlossenen Gefäßes nimmt natürlich der Druck im Inneren zu, weil das Element im Inneren, egal ob fest, flüssig oder gasförmig bei zunehmender Temperatur ein größeres Energieniveau annimmt und dadurch stärker bestrebt ist, sich auszudehnen. Lediglich Wasser bildet bei unter 4°C die Ausnahme, da es sich bei davon sinkender Temperatur ebenfalls ausdehnt, in Folge dessen Eis auf dem Wasser schwimmen kann.
Genau! Darum hab ich "ohne Volumenarbeit" gesagt und gemeint, dass ein offenes und kein geschlossenes System vorliegt. Man sollte halt immer die Gesamtparameter genau definieren .....
@ klokar: Bezgl Deines Kommentars: Schon! Aber es passt nicht mehr so recht zu Deiner ersten Frage- die impliziert ein offenes System....
Einen festen Zusammenhang zwischen Gastemperatur und Gasdruck wirst Du in dieser Allgemeinheit so wenig finden wie z.B. zwischen Masse und Geschwindigkeit.
Bei konstantem Volumen ist das Verhältnis von Temperatur und Druck konstant (2. Gesetz von Gay-Lussac). Wenn wir also einer bestimmten Stoffmenge in einem geschlossenen Behälter Wärme zuführen, steigt darin die Temperatur und gleichermaßen der Druck. Die gleiche Wirkung erzielen wir, wenn wir das Volumen verkleinern. Wenn wir den Behälter öffnen, passen sich Druck und Temperatur der Umgebung an.
Aus den Beziehungen in einem geschlossenen Behälter lassen sich deshalb kaum meteorologische Zusammenhänge erklären. Der durchschnittliche Luftdruck über der Erdoberfläche ergibt sich aus der Höhe der Luftsäule von ungefähr 100 km in der gesamten Atmosphäre. Da spielen örtliche Temperaturunterschiede gar keine messbare Rolle.
Der atmosphärische Luftdruck steigt auf der nördlichen Erdhalbkugel bei rechtsdrehenden Luftwirbeln (Hochdruckgebiete) und sinkt bei linksdrehenden Wirbeln (Tiefdruckgebiete). Das ergibt sich aus der Wirkung der Corioliskraft.
In Tiefdruckgebieten ist es tendenziell windig bis stürmisch, bei Hochdruck gewöhnlich windstill. Hochdruck führt in Mitteleuropa gewöhnlich im Sommer zu höheren und im Winter zu tieferen Temperaturen.
Bei Warmluft ist der Luftdruck größer. Ein gewisser Otto von Guericke hatte 1656 Experimente mit dem Luftdruck gemacht. An seinem Haus hatte er so eine Art Barometer installiert. Dadurch hatte man durch Zufall entdeckt, das Schönwetter und Luftdruck(daher der Ausdruck Hoch) zusammenhängen. Wenn du das meinst. Es gibt aber Gesetze, die von einem gewissen Avogadro entdeckt wurden.
Sieh mal nach unter
Annahme es handelt sich um 2 Gefässe mit den gleichen Volumina aber unterschiedlicher Temperatur (z.B. Gefäss 1: -10Grad C; Gefäss 2: +10Grad C) und beide Gefäss sind mit Luft 'gefüllt'.
" ...mit höherer Temperatur sinkt die Dichte der Luft", d.h. dass, im zweiten Gefäss die Dichte der Luft geringer ist als im ersten Gefäss, aber da die beiden Volumina gleich sind, heisst es doch, dass die Masse der Luft im zweiten Gefäss grösser ist. Da die Masse grösser ist, ist auch der Luftdruck grösser.
Demnach ist der Luftdruck bei warmer Luft grösser, als der bei kalter Luft.
Habe ich das richtig interpretiert?