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Info: Luft ist nicht Nichts!

Luft ist ein gasförmiger Stoff mit allen Eigenschaften, die ein Stoff eben hat. Masse? Ja, man kann sie messen: ein Liter etwa 1,20 g. Je nach Druck und Temperatur kann sich dieser Wert ändern. Preßt man Luft zusammen, vergrößert sich die Masse pro Liter. Die Dichte ändert sich also. Jeder Stoff, also auch jedes Gas hat seine (spezifische) Dichte. Wasserstoff: 0,01 g/L, Kohlenstoffdioxid 1,83 g/L bei einer Temperatur von etwa 20 °C und einem Luftdruck von 1013 mbar bzw. hPa.

Hat Luft eine Farbe ? Sauerstoff ist z.B. bei ca. -200 °C eine hellblaue Flüssigkeit.

Man sagt Luft und Wasser sind geschmacklos und geruchlos. Das ist nur Defintionssache. In der gesamten Evolution sind wir an diese Stoffe derart gewöhnt, daß unsere Sinnesorgane normalerweise nicht auf sie reagieren, also als geschmacks- und geruchs-“neutral“ bezeichnet werden.

Luft ist ein Gemisch aus vielen Elementen: 78,10 Vol.% Stickstoff N2: 20,93 Vol.% Sauerstoff O2; 0,93 Vol.% Argon Ar; 0,03 Vol.% Kohlenstoffdioxid CO2; im Spurenbereich dann noch die Edelgase Neon Ne, Helium He, Krypton Kr und Xenon Xe.

Der Sauerstoffanteil der Luft ist für fast alle Lebewesen zur Atmung notwendig. Er bewirkt auch alle Oxidationsprozesse wie Verbrennen, Atmen, Verwesen und Rosten. Durch die Photosynthese der Pflanzen wird aus CO2 wieder O2 produziert. Stickstoff reagiert kaum mit anderen Stoffen. Er kann nur von wenigen Pflanzen z.B. der Lupine über Knöllchenbakterien genutzt werden.

Luft kann wechselnde Mengen Wasser (gasförmig) aufnehmen: Je wärmer um so mehr, je kälter, desto weniger. Drum spricht man von relativer Feuchtigkeit. Bei 14 °C kann die Luft maximal 14,4 g/m³, bei 10 °C nur 11 g/m³ aufnehmen. Dann ist die Luft zu 100 % mit Wasserdampf gesättigt.

Weiter enthält die Luft geringe Mengen Schwefeldioxid SO2, Stickoxide NOx und Ozon O3. Das sind an sich natürlich vorkommende Stoffe. SO2 z.B. aus Vulkanen NOx durch Blitze und O3 durch Höhenstrahlung. Durch die Verbrennung von Unmengen von Erdgas, Erdöl und Kohle reichern sich diese Gase in der Luft derart an, so daß die Verbrennungsprodukte SO2 und NOx sowie Ruß schädlich wirken: Luftschadstoffe.

Alle Stoffe bestehen aus Atomen. Sind mehrere Atome als kleine Gruppe chemisch untereinander verbunden, spricht man von Molekülen. O2, H2, N2 sind chemische Elemente, sie kommen als zweiatomige Moleküle vor. Die Edelgase sind einatomig. In Metallen und Salzen sind die Atome - elektrisch geladen. Als Ionen sind sie in großen Gebilden gitterförmig angeordnet. Vereinfacht spricht man bei Atomen, Ionen und Molekülen von Teilchen.

Luftdruck ? „Gasförmiger Zustand“ bedeutet - auf der Teilchenebene gesprochen -, daß die Teilchen sich mit enorm hoher Geschwindigkeit regellos im Raum bewegen. Sie prallen aufeinander: je mehr man den Raum verkleinert (Druck), um so heftiger. Man sagt der Druck steigt. Wird ein Gas in einem Raum erwärmt, wird die Teilchenbewegung stärker und es  vergrößert sich das Volumen. Können die Teilchen nicht ausweichen, weil sie z.B. in einem Raum eingesperrt sind, dann vergrößert sich der Druck. Problem: Kann man im Sachunterricht derartige Erklärungen auf der Teilchenebene den Schülern schon zumuten? Vielleicht sollte man den Sachverhalt zunächst nur informativ seitens der Lehrperson erklären, dies aber noch nicht von den Schülern erwarten.

Warme Luft bedeutet, daß die Teilchen der Luft eine sehr schnelle Eigenbewegung ausführen. Kalte Luft bedeutet, daß die Teilchen der Luft eine relativ langsamere Eigenbewegung ausführen. Wedel ich mir mit einem Fächer Luft zu, verspüre ich normalerweise Kühlung: weil erstens Feuchtigkeit verdunstet und zweitens weil körperwarme Luft weg geweht wird. Kleidung verhindert das Wegwehen der körperwarmen Luft. Hast Du schon einmal versucht, dir in der heißen Sauna Luft zu zu wedeln?

Wenn Wasser verdunstet, kühlt die Umgebung ab. Kondensiert Wasser, erwärmt sich die Umgebung. So erklärt sich das mildere Klima am Meer und auf See im Vergleich zum Landklima (Wüstenklima). Wind sind bewegte Luftmassen.

Wo wirklich nichts ist, wo also keine Substanz, kein Stoff ist, das nennt man Vakuum.


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© Haupt / Möllencamp 24.06.2001