Bei dem Experiment mit der Dose handelt es sich um ein klassisches Beispiel für die Wirkung von Temperaturveränderungen auf Gase. Die Dose wird zunächst mit heißer Luft gefüllt, anschließend wird das obere Ende der Dose in kaltes Wasser getaucht. Dadurch wird die Luft in der Dose schlagartig abgekühlt was zu einer Veränderung des Luftdrucks führt. Doch warum platzt die Dose dabei?
Die Erklärung liegt in der kinetischen Gastheorie. Diese besagt, dass Gasmoleküle bei höheren Temperaturen eine größere mittlere Geschwindigkeit haben und dadurch einen höheren Druck ausüben. Wenn die heiße Luft in der Dose schlagartig abgekühlt wird, verringert sich die Geschwindigkeit der Gasmoleküle. Da sich das Volumen der Dose nicht verändert nimmt der Druck in der Dose rapide ab.
Gleichzeitig wird die Dose in kaltes Wasser getaucht was dazu führt, dass das Wasser die Wärme schneller aufnimmt als es die Luft kann. Dadurch zieht sich die Luft in der Dose schlagartig zusammen da das Volumen des Gases abnimmt. Dieser Vorgang geschieht so schnell · dass das Wasser nicht schnell genug in die Dose eindringen kann · um den entstehenden Unterdruck auszugleichen. Dadurch wird die Dose von außen zusammengedrückt und kann schließlich platzen.
Zusätzlich zu dieser Erklärung ist es wichtig zu verstehen: Dass die Dose aus dünnem Metall besteht. Dünnwandige Behältnisse ´ ebenso wie diese Dose ` reagieren besonders empfindlich auf schnelle Druckveränderungen. Das Zusammenziehen der Luft in der Dose führt zu einer starken Verformung des dünnen Materials, bis es schließlich nachgibt und die Dose zum Platzen bringt.
Insgesamt ist das Platzen der Dose also eine Folge der schlagartigen Volumenverringerung der Luft die durch die schnelle Abkühlung verursacht wird und ebenfalls der Eigenschaften des dünnwandigen Materials.
Warum platzt die Dose bei diesem Experiment?
Warum platzt die Dose, wenn sie mit heißer Luft gefüllt ist und dann schlagartig abgekühlt wird?