Luftballon aufblasen vs Luftballon befüllen

GerritH · Anmeldungsdatum: 26.02.2011 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo Forum,
Ich komme aus eigenen Überlegungen bei folgendem Experiment nicht weiter:

Zutaten:
- Kartusche
- CO2 (in Kartusche)
- Ventil
- Luftballon
- Umgebungsdruck (1 bar)

Man stülpt bei einer kleinen Gaskartusche einen Luftballon über das Ventil, öffnet dies und füllt den Luftballon mit allem Gas aus der Kartusche. Die Kartusche ist danach "leer" (besser: verbraucht). Es hat sich eine dünne Eisschicht gebildet. Der Ballon ist auf eine gewisse Größe gewachsen. Wenn man jetzt den Ballon abzieht, entweicht noch etwas Gas aus dem Ventil. Warum ist das so?

Der Kurs "Physik I" ist schon etwas her, deswegen habe ich wenig Formeln im Kopf. Aber ich habe mir den Vorgang wie folgt vorgestellt. Irgendwas ist dabei aber falsch. Kann mir jemand meinen Denkfehler nennen?

Meine Ideen:
Pustet man einen Luftballon auf, macht man das über die Lunge. Bei einer entspannten Lunge ist der Druck in der Lunge gleich dem Umgebungsdruck. Pustet man in einen Luftballon, drückt man die Lunge zusammen, das Volumen der Lunge wird kleiner. Es entsteht ein höherer Druck und durch das geöffnete "Ventil" (der Mund) fließt die Luft augenblicklich aus der Lunge raus und in den Luftballon rein. Dieser dehnt sich aus (ändert sein Volumen), bis sich ein Kräftegleichgewicht einstellt (Druck im Ballon = Umgebungsdruck). Mit dem Finger als zweites "Ventil" trennt man Ballon vom Mund und die Luft bleibt im Ballon. Man atmet automatisch wieder ein, sobald man die Lunge nicht mehr zusammenpresst.

Bei Befüllen des Ballons über die Kartusche geschieht dies ähnlich. In der Kartusche ist ein hoher Druck, da das Volumen der Kartusche vorgegeben ist (die Kartusche ist aus Metall und dehnt sich nicht aus). Öffnet man das Ventil zum Luftballon, findet der Ausgleich statt (es zischt, der Ballon wird sehr plötzlich größer, es wird kalt und man erschreckt sich Augenzwinkern

). Nach dem oben Beschriebenen müsste nun im Luftballon der Druck gleich dem Umgebungsdruck sein, der natürlich gleich dem Druck in der jetzt "leeren" Kartusche ist. Man koppelt jetzt Luftballon vom Ventil ab und der Ingenieur in mir fragt sich: "Warum kommt da jetzt noch Luft aus der Kartusche?"

Beim Schreiben dieser Zeilen warf sich mir noch eine weitere Frage auf: Was ist der Unterschied zwischen "Befüllen eines Luftballons" und "Befüllen einer ausreichend großen Platiktüte"? Die dehnbare Haut des Ballons spielt doch sicher eine Rolle, die ich oben übersehen habe. Herrscht in einem prall gefüllten Luftballon etwa gar nicht der gleiche Druck wie in der Umgebung?

Kartusche inkl Ventil:
http://www.mistletoenholly.com/images/store/fullsize/190495012258.jpg
Luftballons smile

http://shop.strato.de/WebRoot/Store10/Shops/15490134/483E/B7EF/8B2D/54FE/E3FC/C0A8/28BA/2474/Luftballons.jpg

Viele Grüße aus Bocholt
Gerrit

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440