Kopfball
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Wie kann man eine Flasche basteln, aus der eine Flüssigkeit stets mit dem gleichen Druck herausläuft?

Experimentieren mit Rocko Raketi

Text Axel Bach

Die Limonade trifft Rockos Mund nicht; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Die Limonade trifft Rockos Mund nicht

Lässt man die Fluglimonade ohne den Strohhalm herauslaufen, dann spritzt sie anfangs relativ weit. Je leerer die Flasche wird, desto kürzer ist der Strahl. Der Grund: Die Limonade drückt mit ihrem eigenen Gewicht nach unten. Je mehr Limo in der Flasche ist, desto stärker drückt sie. Wenn die Limonade herausläuft, wird dieser Druck geringer und die Limonade spritzt nicht mehr so weit. Der Limonadenstrahl trifft also nur für einen kurzen Moment genau in Rocko Raketis Mund; viel zu wenig Zeit, um richtig aufzutanken.

Diesmal kann Rocko Limonade trinken, weil der Strahl perfekt trifft; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Diesmal kann Rocko Limonade trinken, weil der Strahl perfekt trifft

Wie kann man den Druck am Hahn möglichst konstant halten, während die Flüssigkeit herausläuft? Dazu kann man den Strohhalm nutzen: Man muss ihn so tief hineinstecken, bis das untere Ende etwa in der Mitte der Flasche ist. Nun testet man, wie weit der Limonaden-Strahl spritzt. Trifft er nicht in den Mund, bewegt man den Strohhalm noch ein wenig nach oben oder unten: Je tiefer das Röhrchen eintaucht, desto kürzer der Strahl. Wenn man die richtige Position gefunden hat, spritzt die Limo exakt in Rocko Raketis Mund. Der Trick funktioniert erst dann nicht mehr, wenn die Fluglimonade soweit herausgelaufen ist, dass der Strohhalm nicht mehr in die Flüssigkeit eintaucht: Der Strahl wird kürzer und die Limonade trifft neben Rocko Raketi auf den Boden.

Mariotte'sche Flasche; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Mariotte'sche Flasche

Der Trick bei dieser besonderen Flasche ist, dass man mit dem Strohhalm den Druck der Flüssigkeitssäule verringern kann. Wäre der Strohhalm luftdicht verschlossen, könnte unten gar keine Limonade herauslaufen. Mit dem offenen Strohhalm kann die Limonade herausfließen; jedoch nicht mit dem gesamten Druck der Limo (h1 + h2), sondern lediglich mit dem Druck, den die Flüssigkeit im Bereich von h1 macht. Das heißt, dass die gesamte obere Flüssigkeit (h2) keinen Einfluss auf den Druck hat, mit dem die Limonade herausläuft. Wie funktioniert das?

Wenn die Limonade aus der Flasche herausläuft, entsteht im oberen Bereich der Flasche ein kleiner Unterdruck, da zuerst keine Luft nachströmen kann. Wenn noch mehr Limonade herausgeflossen ist, wird der Unterdruck noch größer. Und schließlich wird durch den Strohhalm Luft in den Behälter gesaugt. Das erkennt man an den aufsteigenden Luftbläschen. Der Unterdruck ist so groß, dass er immer genau den Druck der Flüssigkeitssäule h2 ausgleicht. Durch den Strohhalm wird der Druck ständig konstant gehalten und die Limo spritzt über lange Zeit gleich weit aus der Flasche heraus und exakt in den Mund von Rocko Raketi; nämlich mit genau dem Druck, der der Flüssigkeitssäule von h1 entspricht.

Rocko Raketi mit einer vollen Flasche; Rechte: WDR-Fernsehen 2005

Rocko Raketi mit einer vollen Flasche

Der einfache und geniale Trick ist schon seit dem 17. Jahrhundert bekannt. Damals erfand der französischer Physiker Edme Mariotte (1620-1684) diese besondere Flasche, die heute seinen Namen trägt. Das Prinzip der Mariotte'schen Flasche wird zum Beispiel bei landwirtschaftlichen Bewässerungsanlagen und bei Infusionsgeräten im Krankenhaus genutzt.

(Kopfball vom 23. September 2002)

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