Die Luft ist überall um dich herum. Sie drückt die ganze Zeit gegen deinen Körper. Deshalb nennen wir es Luftdruck. Normalerweise merkt man den Luftdruck nicht, weil er gleichmäßig in alle Richtungen drückt.
Jeder kann den Luftdruck mit einem Gerät messen, das man Barometer nennt. Wenn wir ein Barometer benutzen, um den Luftdruck zu messen, nennt man die resultierende Zahl den barometrischen Druck.
Barometer funktionieren, weil Luft ein Gewicht hat. Die Luft, die uns umgibt, beginnt an der Oberfläche der Erde und steigt bis zum Himmel auf. Diese ganze Luft, die gesamte Atmosphäre, wiegt etwa 5 Millionen Milliarden Tonnen! Wir werden nicht erdrückt, weil dieses Gewicht gleichmäßig über die gesamte Erdoberfläche verteilt ist. Die durchschnittliche Kraft, die Sie spüren, beträgt etwa 15 Pfund auf jedem Quadratzentimeter Ihres Körpers. Da Luft flüssig ist, verteilt sich diese Kraft gleichmäßig über den ganzen Körper und nicht nur auf den Kopf.
Wir können mit einem einfachen, aber cleveren Gerät messen, wie stark die Luft auf uns drückt. Es heißt U-Rohr-Barometer und funktioniert ähnlich wie ein Wackelpeter. Eine Wippe kann im Gleichgewicht bleiben, solange beide Seiten gleich schwer sind. Wenn die Gewichte unterschiedlich sind, kippt die Wippe zugunsten der schweren Seite. Das Gleiche gilt für ein U-Rohr-Barometer. Sieh dir das Rohr auf der linken Seite an. Es enthält etwas Wasser.
Wenn beide Enden zur Luft hin offen sind, ist der Wasserstand auf beiden Seiten gleich hoch. Das liegt daran, dass der Luftdruck auf beiden Seiten gleich hoch ist. Das Wasser ist zwischen den nach unten gerichteten Kräften auf beiden Seiten ausgeglichen, genau wie bei einer Wippe.
Blase etwas Luft in die linke Seite. Der Wasserstand ändert sich, weil du die Luft stärker nach unten drückst als die Luft auf der rechten Seite. Mit anderen Worten: Du hast den Luftdruck auf der linken Seite erhöht. Das Wasser bewegt sich, bis es die abwärts gerichteten Kräfte auf beiden Seiten ausgleicht.
Der Verlust von Wasser auf der linken Seite verringert die abwärts gerichtete Kraft des Wassergewichts auf der linken Seite. Steigendes Wasser auf der rechten Seite erhöht die nach unten gerichtete Kraft des Wassergewichts auf der rechten Seite. Dies gleicht die Kraft aus, die durch den Luftdruck entsteht, den du auf der linken Seite hinzugefügt hast.
Wenn du hingegen Luft von der linken Seite absaugst, ändert sich der Wasserstand auf andere Weise. Indem du auf der linken Seite Luft entnommen hast, hast du dafür gesorgt, dass die Luft weniger nach unten drückt als die Luft auf der rechten Seite. Wiederum bewegt sich das Wasser, bis es die abwärts gerichteten Kräfte auf beiden Seiten ausgleicht.
Wenn du eine starke Vakuumpumpe verwendest, um die gesamte Luft von der linken Seite zu entfernen, wird der Luftdruck dort gleich Null sein. Die einzige abwärts gerichtete Kraft auf der linken Seite würde von einer hohen Wassersäule auf dieser Seite ausgehen. Die Kraft auf der anderen Seite, die das gesamte Wassergewicht ausgleicht, ist die nach unten gerichtete Kraft des normalen Luftdrucks auf der rechten Seite. In diesem Fall steigt der Wasserspiegel auf der linken Seite auf eine Höhe von etwa 34 Fuß. Da dies nicht sehr praktisch ist, wird bei U-Rohr-Barometern kein Wasser als Flüssigkeit verwendet.
Stattdessen wird Quecksilber verwendet, weil es ein sehr dichtes flüssiges Metall ist. Quecksilber ist etwa 14 Mal dichter als Wasser. Weil Quecksilber so schwer ist, drückt es der normale Luftdruck auf eine Höhe von nur etwa 760 Millimetern.
Meteorologen messen den Luftdruck, indem sie die Quecksilberzollwerte auf einem Barometer zählen. Andere Wissenschaftler, die sich mit Gasdruck beschäftigen, bevorzugen die Angabe in Millimetern. Ein Millimeter Quecksilber ist als „Torr“ bekannt. Die Einheit Torr ist zu Ehren von Evangelista Torricelli benannt, der 1643 das Quecksilberbarometer erfand.
Torricelli füllte ein langes Glasrohr mit Quecksilber und drehte das Rohr in eine Schale um. Er beobachtete, dass ein Teil des Quecksilbers nicht ausströmte und dass der Raum über dem Quecksilber in der Röhre ein Vakuum war.
Torricelli war der erste Mensch, der ein Vakuum erzeugte und aufrechterhielt. Er kam zu dem Schluss, dass die täglichen Veränderungen der Quecksilberhöhe durch Veränderungen des atmosphärischen Drucks verursacht wurden.
Auf Meereshöhe ist der Luftdruck hoch, weil der Meeresspiegel der niedrigste Ort ist, an den man gehen kann. Mehr Luft über dir erzeugt mehr Druck. Im Hochgebirge oder in einem Flugzeug ist der Luftdruck geringer. Da man sich höher in der Atmosphäre befindet, befindet sich weniger Luft über einem, so dass der Druck geringer ist.
Wenn der Luftdruck an einem bestimmten Ort fällt, kann man mit einem Sturm rechnen. Wenn er ansteigt, kann man mit sonnigem Wetter rechnen.
