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Teil 1: Der Luftdruck

Das Tote Meer liegt 428 Meter unterhalb des Meeresspiegels, wie er z.B. in den Weltmeeren herrscht. Wasser aus dem Jordan fließt hinein, kann aber nicht mehr herausfließen sondern nur verdunsten. Zurück bleibt das Salz, das dem Toten Meer erstaunliche Eigenschaften verleiht…

Am Toten Meer drückt es einem auf die Ohren...

Ich hatte das Glück, von Hamse und Samir, zwei Mitarbeitern des Jordanischen Kindermuseums zum Toten Meer begleitet zu werden. Die Fahrt begann in der jordanischen Hauptstadt Amman und dauerte nur knapp eine Stunde. Das Experiment selbst begann schon vor der Abfahrt in meinem Hotelzimmer im 6. Stock auf etwa 970 m Höhe über dem Meeresspiegel. Ich wollte nämlich messen, wie groß der Luftdruckunterschied zwischen Amman (Hotelzimmer) und dem Toten Meer (Strand) ist. Immerhin sollte sich der Höhenunterscheid von ca. 1400 Metern deutlich bemerkbar machen. Genau wie in größeren Tiefen das Wasser stärker auf die Ohren drückt als an der Wasseroberfläche, sorgt eine größere Luftsäule ebenfalls für mehr Druck.
Leider konnte ich in Amman kein Barometer auftreiben. Ich wollte den Druckunterschied aber unbedingt messen, schließlich war ich angespornt durch den Internet-Chat der British Interactive Group, einer Organisation von Wissenschaftskommunikatoren, die ich nach Ideen für Experimente am Toten Meer gefragt hatte. Die Lösung: Eine ganz normale PET-Trinkflasche. In meinem Hotelzimmer leerte und verschloss ich sie und nahm sie einfach mit ans Tote Meer. Die Zunahme des Luftdrucks sorgte anschließend dafür, dass Sie während der Fahrt ein ordentliches Stück zusammengequetscht wurde.

Am Toten Meer stülpte ich dann die Flasche kopfüber in ein Glas mit Leitungswasser und öffnete sie. Die Flasche sog dann soviel Wasser ein bis sie wieder ihre normale Form hatte eingenommen hatte. Da ich auch keine Waage zur Verfügung hatte, nahm ich die Flasche einfach mit nach Hause und wog sie dort. Mithilfe des Gewichts dieser Wassermenge lässt sich nun mit ein bisschen Rechnerei die Luftdruckdifferenz zwischen Amman und dem Toten Meer bestimmen.

Ich habe der Einfachheit halber angenommen, dass die Temperaturen in meinem Hotelzimmer und am Toten Meer gleich sind, was nicht wirklich stimmte, da es im April, vor allem nachts, noch empfindlich kalt war. Genau genommen habe ich wegen der defekten Klimaanlage ziemlich gefroren...

Die Rechnung

p0 = Luftdruck in Amman
p1 = Luftdruck am Toten Meer
V0 = Volumen in der Flasche in Amman
V1 = Volumen in der Flasche am Toten Meer
VW = Eingesaugtes Wasservolumen

Für ein ideales Gas gilt (bei gleicher Temperatur) das Gesetz von Boyle-Mariotte:
V0 · p0 = V1 · p1     (1)
Je größer der Druck, desto kleiner das Volumen.
Für V1 gilt:
V1 = V0 - VW
Für den Druckunterschied Δp gilt:
Δp = p1 - p0
p1 = Δp + p0
In (1) eingesetzt folgt:
V0 · p0 = (V0 - VW) · (Δp + p0)
V0 · p0 = V0 · Δp + V0 · p0 - VW · Δp - VW · p0
0 = Δp · (V0 – VW) - VW · p0
Δp = (VW · p0) / (V0 – VW)
Δp = p0   / (V0 / VW - 1)
Meine Werte waren:  
p0 (aus dem Internet, ich hatte ja kein Barometer...) = 1017 hPa
V0 = 1,5 l
Vw = 0,190 l
Daraus folgt:
Δp = 148 hPa
Das ist schon eine ganz Menge! Zum vergliech: Der Überdruck, den benötigt, um einen Ballon aufzupusten, ist 40 hPa.   Die Druckdifferenz am Toten Meer ist mehr als 3 mal so groß!

Nach Wikipedia herrscht am Toten Meer einLuftdruck von 1060 hPa, was mit meiner Rechnung nicht übereinstimmt. Womöglich war der Wert aus Amman einfach zu hoch angegeben. Die Temperaturdifferenz hätte das Ergebnis in die andere Richtung verfäscht, da die Flasche bei einer höheren Temperatur nicht so stark zusammen gedrückt worden wäre.
Vielleicht nimmt demnächst mal jemand ein Barometer in den 6. Stock des Dana Plaza Hotels in Amman mit…

---> Hier geht's weiter zum zweiten Teil.







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