FLÜSSIGKEITEN UND GASE

Kurze Einführung aus Pumping-Physics-Sicht

Das große Gebiet der Flüssigkeiten und Gase bietet ein reiches Reservoir an anschaulichen Beispielen. Zahlreiche natürliche Erscheinungen sowie technische und alltägliche Abläufe gehören in diesen Bereich.

Flüssigkeiten unterscheiden sich von festen Körpern durch die relativ freie gegenseitige Verschiebbarkeit ihrer einzelnen Moleküle. Flüssigkeiten besitzen daher keine eigene Gestalt, sondern nehmen die Form des Gefäßes an. In festen Körpern schwingen die Moleküle aufgrund der Wärmebewegung um feste Ruhelagen. In Flüssigkeiten sind die zusammenhaltenden Kräfte zwischen den Molekülen sehr viel geringer und diese führen eine fortschreitende (oder auch Dreh-) Bewegung aus.
Die Moleküle haben jedoch einen bestimmten Abstand voneinander und Flüssigkeiten können auch unter größten Kräften nur unwesentlich zusammengepresst werden.

Bei den Gasen verschwinden die anziehenden Kräfte zwischen den einzelnen Molekülen praktisch völlig. Sie haben daher weder eine feste Gestalt, noch ein bestimmtes Volumen, sondern nehmen beides vom jeweiligen Gefäß an. Infolge der verschwindenden Anziehungskräfte sind die Abstände zwischen den Gasmolekülen sehr viel größer als bei Flüssigkeiten. Die Dichte von Gasen beträgt daher nur etwa 1/1000 der von Flüssigkeiten. Sie füllen jeden gebotenen Raum vollkommen aus.
Jedes Gas steht unter einem bestimmten Druck. Dieser breitet sich nach allen Seiten gleichmäßig aus.

Auch Gase führen eine Wärmebewegung ähnlich der bei Flüssigkeiten aus. Da die Kräfte zwischen den Gasmolekülen jedoch weitestgehend verschwinden, bewegen sie sich zwischen den Zusammenstößen mit anderen Molekülen frei und unabhängig von den übrigen.

Wegen der zahlreichen ähnlichen Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen fasst man beide zu den Fluiden zusammen.

Den Anfang macht die Definition von (Kolben-) Druck und die Untersuchung der gleichmäßigen Druckausbreitung.
Viele Phänomene zum Schweredruck und Luftdruck kennt man aus dem Alltag. Für physikalisch korrekte Betrachtungen jedoch musste die seit der Antike angenommene Abscheu der Natur vor dem Vakuum, der „horror vacui“, widerlegt werden. Mit dem Auftrieb schließlich verbindet sich eine bekannte Anekdote aus dem alten Griechenland.