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Bläschenbildung in Flüssigkeiten

Eine solch spritzig-nasse Erfahrung hat sicher schon jeder einmal erlebt: Beim schnellen Öffnen einer Mineralwasserflasche sprudelt einem die Flüssigkeit regelrecht entgegen. Die Flasche steht unter starkem Druck. Sobald der in der Flasche herrschende Überdruck durch das Öffnen auf den normalen Luftdruck abfällt, perlt ein Teil des in der Flüssigkeit gelösten Gases, die Kohlensäure, aus. In der interaktiven Animation lässt sich dieses Phänomen erforschen!

Animation zur Bläschenbildung starten

Die interaktive Animation kann mithilfe des Gesetzes von Henry erklärt werden, denn es beschreibt die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten unter erhöhtem Druck.

Funktionsweise der Animation

Zunächst muss über den Play-Button der Druck von 1 auf 4 bar vergrößert werden. Nun beginnt das eigentliche Experiment: Man kann entscheiden, ob dieser Druck langsam oder schnell gesenkt wird. Welches Phänomen lässt sich dabei beobachten?

Gelöste Gase

Ganz allgemein gilt: Sobald ein Gas mit einer Flüssigkeit in Kontakt kommt, löst es sich in dieser Flüssigkeit. Gasteilchen treffen auf die Flüssigkeitsoberfläche und dringen so lange ein, bis ein Sättigungszustand erreicht ist. In diesem Moment steht die gelöste Gasmenge in direktem Verhältnis zum über der Flüssigkeit herrschenden Druck. Wird der Druck erhöht, löst sich mehr Gas in der Flüssigkeit. Fällt dagegen der Druck des Gases, so führt dies zu einer Entsättigung, d.h. Gas entweicht.

Detailansicht der interaktiven Animation: Gasbläschen

Der Gasdruck wurde in diesem Beispiel schnell gesenkt.

Die tatsächlich gelöste Gasmenge hängt von weiteren Einflüssen ab: der Flüssigkeitstemperatur, der Oberfläche, dem Löslichkeitskoeffizienten und der Zeit, die das Gas einwirken kann. Je größer die Oberfläche, je größer der Druck, je länger die Zeit und je kälter die Temperatur der Flüssigkeit ist, desto mehr Gas löst sich.

Probleme für Taucher

Für den Taucher hat die verstärkte Löslichkeit von Gas unter Druck Folgen, denn auch das Blut sättigt sich mit den Gasen aus der Atemluft. Die nicht an den chemischen Reaktionen des Körpers beteiligten Gase Stickstoff, Kohlendioxid und Edelgase werden im Blut gelöst und im Körper verteilt. Beim Auftauchen muss dem Organismus genügend Zeit gegeben werden, die gelösten Gase wieder über die Lunge abzuatmen. Sonst kommt es zur Blasenbildung im Blut oder in anderen Körpergeweben. Das wiederum ist sehr gefährlich für den Taucher.

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