Konvektion der Kühlschrankluft

Konvektion Strömung Dichte Temperatur

Als Auswirkung der Konvektion beobachtet man den teilweisen Austausch zwischen der Luft in einem Kühlschrank, der zu einem Spalt geöffnet ist, und der umgebenden Raumluft.

Abb. 1  

Material

brennende Kerze

Kühlschrank, in Betrieb

Aufbau und Durchführung

Ein Kühlschrank wird einen Spalt breit (1 ‑ 4 cm) geöffnet und direkt vor diesen Spalt eine brennende Kerze gehalten. Befindet sich die Kerze vor dem unteren Teil des Spaltes, zeigt ihre Flamme vom Kühlschrank weg (siehe Abb. 1). Die Flamme zeigt dagegen zum Kühlschrank hin, wenn die Kerze vor den oberen Teil des Spaltes gehalten wird (siehe Abb. 1).

Erklärung

Die Kerzenflamme weist in Richtung der Strömung der umgebenden Luft. Die Luft im Kühlschrank hat eine wesentlich niedrigere Temperatur als die Luft des umgebenden Raumes und deshalb auch eine größere Dichte. Wird der Kühlschrank geöffnet, strömt kalte, dichtere Luft nach unten (Konvektion) aus dem Kühlschrank heraus. Dadurch entsteht ein Unterdruck im Kühlschrank, der durch hineinströmende warme Luft aus dem Zimmer ausgeglichen wird.

Bemerkungen

Entsprechende Beobachtungen können theoretisch auch an einer Tür gemacht werden, die ein kaltes Zimmer von einem warmen trennt. Allerdings verfälschen geringste Luftzüge das Ergebnis erheblich.

In dem Experiment „Turbine durch Handwärme betreiben“ werden auch Luftströmungen nachgewiesen, die durch Konvektion verursacht werden.

Literatur

Wittmann, J.: bsv-Lehrprogramme, Wärme und Energie, Bayerischer Schulbuch Verlag, München 1977

Zeier, E.: Physikalische Schulversuche, Freihandversuche, kleine Experimente, Aulis Verlag Deubner & Co.KG, Köln 1986