Exkurs: Das Trinkhalmprinzip

Der Umgebungsdruck ist auch maßgeblich daran beteiligt, wenn es um das Trinken eines Getränkes mit einem Strohhalm geht. Ohne den Umgebungsdruck wäre es prinzipiell nicht möglich auf diese Weise zu trinken. Dies soll im Folgenden erläutert werden.Zunächst stelle man sich hierzu ein Gefäß mit Wasser vor. Die Wasseroberfläche sei komplett mit einem Deckel verschlossen. In der Mitte des Deckels befindet sich ein Loch durch das ein Trinkhalm ins Wasser reicht (siehe Abbildung unten). Wird der Deckel nun nach unten gedrückt, dann wird das Wasser hierdurch durch den Strohhalm nach oben gefördert [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung]. 

Trinkhalm, Prinzip, Erläuterung, Erklärung, Unterdruck, Umgebungsdruck, Strohhalm

Interaktive Abbildung: Veranschaulichung des Trinkhalmprinzips

Auf prinzipiell dieselbe Weise wie im oberen Beispiel ist auch der auf der Wasseroberfläche lastende Umgebungsdruck in der Lage das Wasser durch den Trinkhalm nach oben zu drücken. Wird der Strohhalm jedoch einfach nur ins Wasser gestellt, dann ist die Kraft \(F_0\) mit der der äußere Umgebungsdruck versucht das Wasser nach oben zu drücken (wie im Beispiel oben mit dem Deckel) genauso groß wie die Kraft \(F_1\) mit der der innere Umgebungsdruck im Trinkhalminneren das Wasser nach unten drückt (siehe Abbildung unten).

Soll das Wasser allerdings nach oben gefördert werden, dann muss der Luftdruck \(p_1\) im Inneren des Strohhalms gesenkt werden um hierdurch eine geringere Gegenkraft zu erzeugen sodass der äußere Umgebungsdruck \(p_0\) in der Lage ist das Wasser nach oben zu drücken. Das Absenken des Druckes \(p_1\) im Strohhalminneren geschieht durch Saugen am Trinkhalm, sodass die darin befindlichen Luftteilchen teilweise abgesaugt werden. Hierdurch kommt es zu einem Unterdruck im Halm. Somit wird das Wasser durch den größeren äußeren Umgebungsdruck entgegen des geringeren Druckes im Inneren des Trinkhalms nach oben gedrückt [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung].

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Interaktive Abbildung: Trinkhalmprinzip

Es ist also der umgebende Luftdruck der es überhaupt erst ermöglicht, dass das Wasser im Trinkhalm nach oben gedrückt werden kann. Das Erzeugen des Unterdrucks im Trinkhalm ist sozusagen lediglich Mittel zum Zweck. Würde hingegen kein Umgebungsdruck existieren (Vakuum), so könnte das Wasser auch nicht mehr durch irgendwelche Luftteilchen nach oben gedrückt werden. Aus diesem Grund ist es auch im freien Weltall nicht möglich ein Glas Wasser mit Hilfe eines Strohhalms zu trinken (von der Tatsache einmal abgesehen, dass das Wasser in diesem Zustand ohnehin sofort gasförmig werden würde)!

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