Luft - Bildungsserver Rheinland-Pfalz

en Funktionsweise für den MN-Unterricht keine besondere Bedeutung hat, gibt es
aber Messgeräte, deren Arbeitsweise sich gut als Unterrichtsgegenstand verwenden
lässt und die Modellversuche erlauben wie z. B. zum Haarhygrometer und Psychrometer.
Haarhygrometer basieren auf den hygroskopischen Eigenschaften von Haaren oder
synthetischen Fasern, die sich mit zunehmender Feuchte ausdehnen. Diese Längenänderung
wird mit Hilfe einer empfindlichen Mechanik auf einen Zeiger übertragen.
Synthetische Fasern verwendet man vor allem bei Innenräumen, menschliche
oder tierische Haare beim Einsatz im Freien, weil der nächtliche Temperaturabfall
bzw. Feuchtigkeitsanstieg gut für die Erhaltung der Haarelastizität ist. Beim Einsatz in
Räumen muss ab und zu eine Regeneration durch Einbringen in wasserdampfgesättigter
Luft erfolgen.
Psychrometer ermitteln die relative Luftfeuchte anhand der Temperaturdifferenz zwischen
trockenen und befeuchteten Thermometern. An einem befeuchteten Thermometer
wird ein konstanter Luftstrom vorbeigeführt, der für die Verdunstung des Wassers
sorgt und damit für eine Abkühlung (Verdunstungskälte). Die Verdunstungsrate
ist aber von der jeweiligen Luftfeuchte abhängig, sodass der Abkühlungseffekt in direkter
Abhängigkeit zu der relativen Luftfeuchte steht. Fertige Messsysteme dieser
Art haben oft einen integrierten Ventilator zur Erzeugung eines konstanten Luftstromes.
Das Grundprinzip des Psychrometers lässt sich in der Schule einfach darstellen und
mit vielen Beispielen aus dem Alltag (z. B. Kältegefühl bei nasser Haut) belegen. Die
einzige Schwierigkeit dürfte die Einhaltung standardisierter Bedingungen für den
Luftstrom und für die Befeuchtung am Thermometer sein und damit die Genauigkeit
der Feuchtemessung.
Zur Auswertung existieren Tabellen, um aus der Temperaturdifferenz zwischen trockenem
und feuchtem Thermometer den Wert der relativen Luftfeuchte abzulesen.
Diese Tabellen basieren auf einem Luftstrom von 2-3 m/s.
V23: Bau eines Haarhygrometers
Material:
Holzplatte, Holzleiste, Trinkhalm, Schraube, Nagel, Tesafilm, langes Haar
Durchführung:
Die Holzplatte wird mit zwei kurzen Leisten verbunden,
sodass sie senkrecht steht. Die Anzeigevorrichtung besteht
aus einem Trinkhalm, der mit einem dünnen Nagel
leicht drehbar so befestigt ist, dass er einen kurzen und
einen langen Hebelarm besitzt. Das Haar wird oben am
Brett und unten am kurzen Hebelarm des Zeigers mit Tesafilm
befestigt. Der kurze Arm wird mit Hilfe einer
Schraube o. ä. beschwert, damit eine Gegenkraft zur
Zugkraft des Haares vorhanden ist. Am Ende des langen
Hebelarms wird eine Skala als Kreisbogen eingezeichnet.
Die Längenverhältnisse der Hebelarme bestimmen
das Ausmaß des Zeigerausschlags bei sich ändernder
Luftfeuchtigkeit.
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