Og selv om vi sjældent tænker over det, omgiver luften os hele tiden og udøver en kraft på hver eneste centimeter af vores krop. Denne kraft, kendt som lufttryk, er et af de vigtigste emner inden for naturvidenskab, da den forklarer vejrmønstre, hvordan flyvemaskiner flyver og en lang række andre vidundere. Hvis du har planer om at undervise børnene i lufttryk, har vi givet dig en forklaring på det grundlæggende og nogle enkle, sjove og engagerende eksperimenter til at demonstrere kraften i dette naturfænomen.

Hvad er lufttryk?

Udtrykket “lufttryk” bruges med henvisning til den vægt af luftmolekyler, der presser ned på jorden. På havniveau er lufttrykket generelt 14,7 psi (pund pr. kvadrattomme), hvilket betyder, at 14,7 pund presser ned på hver kvadratcentimeter af vores krop. Grunden til, at vi stadig kan bevæge vores kroppe frit, er, at luften udøver et tryk på os i alle retninger, og grunden til, at vi ikke bliver knust, er, at lufttrykket inde i vores kroppe er det samme.Lufttrykket bestemmes af følgende tre faktorer:

• Temperatur: Når luften bliver varmere, udvider den sig. Denne udvidelse får luftens massefylde til at falde, hvilket resulterer i et lavere tryk. Når luften bliver koldere, krymper den på den anden side. Denne krympning får luften til at blive tættere, hvilket fører til et højere tryk. Dette fænomen er grunden til, at områder nær ækvator, som er varme, generelt har et lavt lufttryk, og områder nær nord- og sydpolen, som er kolde, har et højt lufttryk.
• Højde: Jo højere man befinder sig over havets overflade, jo mindre tæt er luften. Da mindre tæt luft vejer mindre, giver den et lavere lufttryk, hvilket er grunden til, at det kan være svært at trække vejret på toppen af et højt bjerg. Det forklarer også, hvorfor dine ører springer, når du kører op eller ned ad et bjerg i en bil – dit indre øre har luft fanget i det, og når lufttrykket udenfor falder, vil den luft, der er fanget i dit øre, få trommehinden til at skubbe sig udad. Det er denne udvidelse, der forårsager “pop”.”
• Fugt: Mængden af fugt i luften påvirker også luftens massefylde og dermed lufttrykket. Vanddamp er en let gas sammenlignet med de gasser, der udgør atmosfæren, som primært består af ilt og kvælstof. Så når fugten i atmosfæren stiger, falder mængden af kvælstof og ilt pr. volumenenhed, hvilket får luftens massefylde til at falde.

Differencer i lufttryk forårsager bevægelse

Et af de mest interessante aspekter af lufttrykket er, at når en lomme af lufttryk ændres, begynder ting at bevæge sig. Denne trykforskel, der skaber bevægelse, er det, der forårsager vind, tornadoer og mange andre vejrfænomener.

Når du diskuterer luftbevægelse, skal du huske på, at forskerne taler om, at det højere tryk “skubber” ting, ikke at det lavere tryk “trækker” ting.

Sådan måler man lufttryk

Lufttryk måles almindeligvis ved hjælp af et kviksølvbarometer. Et kviksølvbarometer indeholder en søjle fyldt med kviksølv, og jo højere lufttrykket er, jo højere vil kviksølvsøjlen være. Ved at måle højden af søjlen kan man bestemme lufttrykket.

I dag er det mere almindeligt at bruge et digitalt barometer, som er bærbart og mere præcist end den traditionelle type. Denne enhed bruger en elektrisk kondensator til at måle lufttrykket.

Lufttryk og vejr

Områder med lavt tryk er generelt forbundet med dårligt vejr. Hvis et område har lavt lufttryk, vil luft fra tilstødende områder, som har højere lufttryk, bevæge sig ind i området. Denne ændring vil til gengæld få luften til at bevæge sig opad, da den ikke har andre steder at tage hen. Når luften bevæger sig opad, vil vanddamp kondensere, hvilket vil føre til dannelse af skyer og regn.

Områder med højt tryk er derimod typisk forbundet med godt vejr. I højtryksområder vil lavtryksluft sprede sig udad, så luften ovenover kan komme ned. Denne nedadgående bevægelse varmer luften op, hvilket forårsager fordampning og fører til dejligt, tørt vejr.

Lufttryk og videnskabelige eksperimenter

Her er 10 enkle lufttrykseksperimenter for børn, som kan hjælpe dem med at forstå virkningerne af lufttrykket bedre.

Indørstornado-eksperiment

Dette eksperiment giver dig mulighed for at skabe en tornado i en flaske. Du skal bruge:

• Vand
• Et gennemsigtigt mayonnaiseglas
• Liquid dish soap
• Fødevarefarve
• Vinegar

For at udføre forsøget skal du udføre nedenstående trin:

1. Hæld vand i dit glas, indtil det er ca. to tredjedele fyldt. Tilsæt derefter flere dråber madfarve til vandet. Enhver farve er fin.
2. Fyld en teskefuld af din flydende opvaskesæbe og en teskefuld eddike i.
3. Sæt låget på glasset. Sørg for, at det sidder så tæt på som muligt for at undgå lækager og alvorligt rod.
4. Ryst glasset, og giv det derefter et vrid, så væsken indeni begynder at snurre.

Det, du vil observere, er en lille hvirvel, der ligner en tornado.

Inspildbart vand-eksperiment

I nogle situationer er lufttrykket stærkere end tyngdekraften. Dette eksperiment demonstrerer lufttrykkets styrke, da det holder vandet i et glas på plads – selv når glasset vendes på hovedet.

Dette forsøg kræver:

• Et juiceglas
• Vand
• Et kartotekskort (4 x 6 tommer)

Trinene er som følger:

1. Fyld dit glas med vand helt op til toppen. Lad vandet løbe over, så glassets kant er våd.
2. Sæt indekskortet over det fyldte glas. Brug din hånd til at trykke kortet fast ned, så det bliver godt forseglet omkring glassets våde læbe.
3. Hold kortet på plads med den ene hånd, mens du arbejder over en vask eller et karbad, og vend glasset om. Slip derefter kortet forsigtigt. Det vil ikke bevæge sig, og vandet vil forblive inde i glasset.

Dette forsøg viser, at den kraft, som lufttrykket udøver mod indekskortet, er endnu stærkere end den kraft, som tyngdekraften udøver på vandet i glasset. Lufttrykket forhindrer kortet i at bevæge sig.

Bogblæseforsøg

Bogblæseforsøget demonstrerer, hvor kraftig trykluft kan være.

Til dette projekt skal du bruge:

• Tre bøger
• En stor plastikpose, der er lufttæt

For at udføre dette forsøg skal du følge disse fire trin:

1. Stak tre bøger oven på hinanden.
2. Bede eleven om at flytte bøgerne ved at blæse i deres retning. Det kan de selvfølgelig ikke.
3. Læg plastikposen på dit bord, og læg derefter de tre bøger oven på den. Posens åbne ende skal hænge ud over bordets kant.
4. Vis, at hvis du blæser med tilstrækkelig kraft, vil bøgerne begynde at stige op fra bordet. Det er den komprimerede luft i posen, der forårsager bevægelsen.

Eksperimentet med den indtrykte dåse

Dette eksperiment går ud på at bruge lufttrykkets kraft til at knuse en dåse. Du skal bruge:

• Vand
• En stor beholder
• Eisterninger
• Et målebæger
• En tom sodavandsdåse
• Et komfur
• Grydelapper eller tang

Når du har anskaffet dig materialerne, skal du følge nedenstående trin:

1. Fyld beholderen med isterninger og vand. Stil denne beholder til side, så du kan bruge den senere.
2. Hæld 1/2 kop vand i din tomme sodavandsdåse.
3. Sæt dåsen på en brænder på komfuret. Hvis din elev udfører dette trin, skal du sørge for at overvåge dem.
4. Når der begynder at komme damp ud af hullet i toppen, ved du, at vandet indeni er begyndt at koge. Sluk for komfuret, og brug grydelapperne eller tangen til at tage dåsen af brænderen.
5. Sæt hurtigt dåsen ned i beholderen med isvand ved at vende den på hovedet og lægge den på toppen. Nu kan du observere, hvordan dåsen falder sammen, når den køler af.

I dette forsøg blev der, da vandet blev opvarmet i dåsen, dannet damp, som pressede luften ud af dåsen. Da dåsen derefter blev nedsænket i isvand, sænkedes dampens temperatur, hvilket fik den til at kondensere tilbage til vand. Denne ændring forårsagede igen, at lufttrykket inde i dåsen blev meget lavere end lufttrykket udenfor, og vægten af luften udenfor knuste dåsen.

Magisk æggeforsøg

Dette forsøg går ud på at bruge lufttrykkets kraft til at skubbe et æg gennem en flaskehals. Saml følgende materialer for at udføre dette forsøg:

• Et hårdkogt æg
• En flaske med en hals, der er bred nok til, at det hårdkogte æg kan presses igennem
• En tændstik

Dette forsøg omfatter følgende trin:

1. Tag skallen af dit hårdkogte æg.
2. Tænd tændstikken, og smid den ned i flasken.
3. Sæt det pillede æg på flaskeåbningen med den lille ende af ægget nedad. Ægget vil derefter springe ned i flasken.

Når luften i flasken forbruges af flammen fra den tændte tændstik, får det lufttrykket i flasken til at blive lavere end lufttrykket uden for flasken. Det højere lufttryk udenfor udøver en kraft på ægget, som skubber det ind i flasken.

Stikpandeforsøg

Dette enkle forsøg kræver kun to rene, gammeldags stikpander af gummi og træpinde. Sådan udfører du forsøget:

1. Sæt de to kolbøtter sammen. Det kan være nødvendigt at gøre fælgene våde først.
2. Forsøg at adskille dem.

Det er meget sværere at gennemføre adskillelsen, end de fleste børn forestiller sig. Da du rammede de to stempler sammen, pressede du luften ud af det hulrum, som indersiden lavede, da de blev skubbet sammen. Denne luft, der blev presset ud, gjorde, at lufttrykket indeni var meget lavere end udenfor. Da et højere lufttryk altid presser, holdt det de to stempler sammen.

Ping pong tragtforsøg

Ping pong tragtforsøget går ud på at have en ping pong bold i skålen på en tragt og blæse gennem tragten. I stedet for at blive blæst væk bliver bolden holdt fast i skålen. For at gennemføre forsøget skal du følge to trin:

1. Indsæt pingpongbolden i tragten og blæs hårdt på den. Prøv at vippe hovedet bagover, så enden med bolden peger mod loftet. Se, om du kan blæse hårdt nok, så bolden ikke blæser væk, når du vender tragten om.
2. Se, om du kan samle bolden op fra bordet.

Når du blæser i tragten, bevæger luften, hvor bolden er, sig hurtigere og skaber et lavere lufttryk end resten af den luft, der omgiver bolden. Som følge heraf er lufttrykket under bolden lavere end den omgivende luft, som har et højere tryk. Luften med det højere tryk skubber bolden tilbage i tragtens skål – uanset hvilken vej du peger tragten.

Fontæneflaskeforsøg med forsegling

Fontæneflaskeforsøget med forsegling demonstrerer, hvordan man bruger lufttryk til at skubbe vand gennem et sugerør. Saml følgende materialer:

• En vandflaske (2 liter)
• En klump ler
• Et langt sugerør
• Vand

Følg disse tre enkle trin:

1. Fyld vandflasken halvvejs med vand.
2. Slut flasken med den klump ler, der er viklet om sugerøret, så flaskeåbningen er helt forseglet.
3. Blæs kraftigt ind i sugerøret. Du vil bemærke, at der begynder at komme vand ud af sugerøret.

Når du blæser ind i flasken, stiger lufttrykket inde i flasken, hvilket igen udøver en kraft på vandet, som tvinger det op ad sugerøret.

Eksperimentet med en million dollars i væddemål

Til dette eksperiment skal du bruge:

En vand- eller sodavandsflaske

Et stykke papir

For at udføre eksperimentet skal du følge disse trin:

1. Læg flasken vandret ned på et bord.
2. Fyld papirbollen sammen, og stik den ind i flaskens munding. Kuglen skal være omtrent halvt så stor som flaskeåbningen.
3. Udfordr eleven til at blæse papirbunken ind i flasken ved at sige: “Jeg vil vædde en million dollars på, at du ikke kan blæse papiret ind i flasken!”

De, der forsøger forsøget, vil have meget svært ved at få papiret ind i flasken, fordi der ikke er noget andet sted for den luft, der allerede er inde i flasken, end ud gennem flaskeåbningen, hvor den i så fald vil tage papiret med sig.

Flyvende papirer eksperiment

Til det flyvende papirer eksperiment skal du blot bruge et normalt ark papir. Hold arket mod din underlæbe, og pust derefter hen over arket. Du vil bemærke, at arket flyver opad! Det samme fænomen forklarer, hvordan flyvemaskiner kan flyve. Når du blæser på tværs af arket, sænker du lufttrykket, da luften bevæger sig hurtigere. Fordi lufttrykket på undersiden af arket nu er relativt højere, skubber det papirarket opad.

Lær mere om alle vores naturvidenskabelige programmer

Hvis du bor i Pennsylvania, New Jersey, Maryland eller Delaware, kan du tage et kig på Science Explorers’ efterskoleprogrammer og sommerlejrprogrammer. Vi er også stolte af at kunne tilbyde udflugter på stedet til videnskabelige dage, videnskabelige familieaftener og forsamlinger. Du er velkommen til at kontakte os online for at få mere at vide!