Die Physik des Goethebarometers

Abhängigkeit vom Luftdruck

Wir wissen schon, dass der Flüssigkeitsspiegel im Schnabel des Goethebarometers bei hohem Luftdruck und bei tiefem Luftdruck . Vorausgesetzt wird, dass die Temperatur ist.

Wenn die Flüssigkeitsspiegel im Gefäß und im Schnabel hoch sind, ist der Innendruck gleich dem Außendruck. Hier sei die Annahme gemacht, daß dies bei Normalluftdruck der Fall ist. Sinkt der Außendruck, der Spiegel im Schnabel. Der Spiegel im Gefäß sinkt kaum, da sich die Querschnitte von Gefäß und Schnabel um den Faktor 50 und mehr unterscheiden. Das bedeutet zugleich, daß sich der Druck im Inneren praktisch nicht ändern. Wenn der Wasserspiegel im Schnabel 1 cm höher als im Gefäß ist, besteht eine Druckdifferenz von 1 hPa zwischen Innen- und Außendruck, denn 1000 cm Wassersäule entsprechen etwa dem normalen Luftdruck von 1010 hPa. Das ergibt sich aus der Formel für den hydrostatischen Druck p = rho*g*h mit rho = Dichte von Wasser = 1 gcm-3, g = Erdbeschleunigung =10 m/s2, h = Höhe der Wassersäule.

Da der (Normale-) Luftdruck zwischen 990 hPa (Tief) und 1030 hPa (Hoch) schwankt, sollte der Schnabel des Wetterglases eine Höhe von etwa 40 cm aufweisen, um diese Unterschiede anzeigen zu können.
Bei größeren Luftdruckschwankungen läuft aus dem Schnabel Wasser bzw. es wird Luft ins Gefäß , wodurch sich die ursprüngliche Justierung verändern.

Leider ist die Ausdehnung auch Abhängigkeit von der Temperatur und damit ein ungeeignetes Messgerät für den reinen Luftdruck.