Verschiedene Luftballons werden mit Hilfe einer Luftballonpumpe aufgepumpt.
a)
Der erste Luftballon wird immer weiter aufgepumpt. Irgendwann platzt der Ballon. Erkläre mit Hilfe des Teilchenmodells, wieso der Ballon platzt.
b)
Der Luftballon wird aufgepumpt und in flüssigen Stickstoff (-196 °C) gehalten. Der Luftballon schrumpft zusammen. Nachdem der Luftballon aus dem flüssigen Stickstoff entfernt wurde, ist der Luftballon wieder prall gefüllt. Erkläre die Beobachtungen.
Je mehr Teilchen sich in einem geschlossenen System befinden, desto höher ist der Druck. Der Luftballon gleicht den höheren Druck anfangs dadurch aus, dass sich das Gummi des Luftballons dehnt und sich so das Volumen des Luftballons erhöht. Irgendwann ist der Druck durch die Erhöhung der Teilchenanzahl so groß, dass sich das Luftballongummi nicht weiter ausdehnen kann. Das Gummi des Luftballons reißt und der Luftballon platzt.
b)
Wenn der gefüllte Luftballon in flüssigen Stickstoff gehalten wird, wird den Luft-Teilchen Energie entzogen und die Luft-Teilchen bewegen sich langsamer. Durch die langsamere Bewegung kommt es seltener zu Stößen gegen die Luftballonwand und der Druck sinkt. Sobald der Luftballon wieder bei Raumtemperatur ist, wird die Energie der Teilchen erhöht und die Teilchen bewegen sich schneller. Der Druck in dem Luftballon steigt und der Luftballon ist wieder prall gefüllt.
