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Druck

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Einführung

Du warst doch bestimmt schon einmal beim Arzt und dir wurde der Blutdruck gemessen. Nur was genau ist eigentlich der Blutdruck? Der Blutdruck ist der Druck, den das Blut auf die Blutgefäße ausübt.

Druck

Der Druck $p$ gibt an, wie stark eine Flüssigkeit oder ein Gas zusammengedrückt wird. Durch das Wirken der Gewichtskraft $F_G$ des Massestückes auf eine Stelle der Flussigkeit bzw. des Gases entstehten überall in der Flüssigkeit Kräfte, die senkrecht zu den Randstücken wirken. Wenn dies der Fall ist spricht man von einem Druck, der in der Flüssigkeit bzw. dem Gas herrscht.
Abb. 1: Druck
Abb. 1: Druck
Es herrscht Druck, sobald eine Kraft auf eine Fläche wirkt. Dieser Druck lässt sich nun mithilfe der Kraft $F$ und dem Flächeninhalt $A$, auf den die Kraft wirkt, berechnen.
$p=\dfrac{F}{A}$
$p=\dfrac{F}{A}$
Die Einheit des Druckes ist Pascal (Pa).
$[p]=1 \text{Pa} = 1\,\dfrac{\text{N}}{\text{m}^2}$
$[p]=1 \text{Pa} = 1\,\dfrac{\text{N}}{\text{m}^2}$
Häufig verwendet man auch die Einheit $1 \text{ bar}$ für die Angabe des Druckes. $1$ bar entspricht hierbei $100.000$ Pa. Der Umgebungsdruck, der auf der Erde herrscht, beträgt $1$ bar.

Komprimierbarkeit von Gasen und Flüssigkeiten

Die Komprimierbarkeit von Gasen und Flüssigkeiten kannst du mit einfachsten Hilfsmitteln prüfen.

Komprimierbarkeit von Gasen

Halte beispielsweise bei einer üblichen Luftpumpe die Öffnung zu und drück sie soweit wie möglich zusammen. Du wirst merken, dass du Gase sehr stark zusammendrücken kannst und sich der Kolben etwa bis zur Hälfte zusammenschieben lässt. Hierbei sagt man, dass Gase gut komprimierbar sind. Dies liegt daran, dass die Gasteilchen bei Umgebunsdruck sehr große Abstände haben. Diese Abstände lassen sich gut verringern, wenn man Druck auf das Gas ausübt.

Komprimierbarkeit von Flüssigkeiten

Flüssigkeiten lassen sich im Vergleich zu Gasen schlecht komprimieren. Die Teilchen der Flüssigkeit sind bereits sehr dicht beieinander und die Abstände zwischen den Teilchen lassen sih kaum verringern.

Schweredruck in Flüssigkeiten

Beim Tauchen nimmt der Wasserdruck beim Abtauchen schnell zu. Damit sich der Körper an den Druckunterschied anpassen kann, muss man beim Tauchen langsam auf- und abtauchen, wenn man in Tiefen Gewässern tuacht. Der Schweredruck entsteht durch die Gewichtskraft der Flüssigkeitssäule, die sich beim Tauchen über dir befindet.
Betrachten wir hierbei einen Würfel mit einem Volumen von $1\,\text{m}^3$ oder umgerechnet $1.000\,\text{l}$ Wasser. Dieses Wasser besitzt ein Gewicht von $1.000\,\text{kg}$ und somit eine Gewichtskraft von ungefähr $10.000\,\text{N}$. Der Boden des Würfels hat eine Fläche von $1\,\text{m}^2$. Der Druck ist demnach:
$\begin{array}[t]{rll} p &=& \dfrac{F}{A}\\[5pt] &=&\dfrac{10.000\,\text{N}}{1\,\text{m}^2}\\[5pt] &=& 10.000\,\text{pa} \end{array}$
Pro Meter Wassersäule ist der Druck demnach ungefähr $10.000\,\text{pa}$. Hinzu kommt noch der Druck der Atmosphäre. In zwei Metern Tiefe berägt der Wasserdruck nun bereits $20.000$ Pa. Das bedeutet, umso tiefer du tauchst, desto größerem Druck bist du ausgesetzt.
Bildnachweise [nach oben]
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