Es war an einem heissen Abend des vergangenen Sommers, als der Blogger eine Erleuchtung hatte. Ganz unerwartet im Rahmen eines Apéros. Sein Partner hatte nämlich die exzellente Idee, zusammen am Abend sich ein kühles Getränk im See zu gönnen.

Nach einiger Zeit war es so weit, dass die beiden bis zur Brust im Wasser standen und die Flaschen leer waren. Der Lieblingsmensch erzählte von seinem Tag, während der Blogger sich eine Aufgabe stellte: schaffte er es, die Flasche im Wasser zum Schweben zu bringen? Dazu muss die Menge Luft in der Flasche genau so gross sein, dass die Flasche weder an die Oberfläche steigt noch auf den Grund absinkt. Damit die Luft nicht entweichen kann, muss dabei der Flaschenhals nach unten zeigen, weshalb die ganze Sache nicht ganz einfach zu bewerkstelligen ist. (Selbstverständlich hörte der Blogger dabei immer aufmerksamst zu, wo denken Sie auch hin?!)

Irgendwann sah es so aus, als ob die Flasche diesen schwebenden Zustand fast erreicht hatte, denn sie schien nicht mehr über die Wasseroberfläche hinauszuragen. Um zu prüfen, ob die Flasche wirklich schwebte, drückte der Blogger die Flasche einen knappen Meter unter die Oberfläche. Dort unten entschied sich die Flasche, langsam zu Boden zu sinken. Also hob der Blogger die Flasche wieder hoch und liess sie knapp unter der Wasseroberfläche los. Hier entschied sich die Flasche, den Weg nach oben zu nehmen. Eine Wiederholung des Experimentes führte zum gleichen Resultat: Unten sank die Flasche, oben stieg sie.

Nach kurzem Stutzen war es dem Blogger klar, was er beobachtete, und er teilte dies begeistert seinem Lieblingsmenschen mit. In dessen Blick war die Verzückung  nicht einfach zu finden. Vielleicht hatte die Erkenntnis wenig Zusammenhang hatte mit dem, worüber er gerade sprach.

Der Auftrieb variiert mit der Tiefe

Der Auftrieb, welcher ein Gegenstand im Wasser erfährt, ist genauso gross wie das Gewicht des Wassers, welcher der Gegenstand verdrängt. Wer also z.B. eine leere 1 Liter-PET-Flasche unter Wasser drückt, spürt einen Auftrieb von 1 kg.

Die beim weiter oben beschriebenen Experiment verwendete Glasflasche war ungefähr zur Hälfte mit Luft gefüllt. Grob geschätzt betrug das Luftvolumen damit 170 Milliliter und der der Auftrieb entsprechend 170 Gramm.  Nahe der Oberfläche genügte dieser Auftrieb offensichtlich, dass die Flasche langsam aufstieg. Als diese Flasche nach unten gedrückt wurde, sorgte der nun höhere Wasserdruck dafür, dass die Luft in der Flasche etwas zusammengedrückt wurde. Dadurch wurde das Volumen an verdrängtem Wasser etwas kleiner und der Auftrieb war etwas geringer als 170 g. Nun genügte der Auftrieb nicht mehr und die Flasche sank langsam ab

Schafft man es, die Wassertiefe zu finden, bei welcher die Luft genau das richtige Volumen hat, dann entspricht der Auftrieb präzise dem Gewicht der Flasche. In diesem Fall schwebt die Flasche auf ewig - zumindest theoretisch.

Die Flasche ist gleichzeitig Barometer und Thermometer

In Wirklichkeit bleibt die Flasche nicht für immer im Schwebezustand. Kühlt sich das Wasser beispielsweise in der Nacht etwas ab, dann wird auch die Luft in der Flasche kälter. Entsprechend wird das Luftvolumen kleiner und die Flasche sinkt ab. In diesem Sinne wirkt die Flasche wie ein Thermometer. Sinkt die Temperatur, sinkt die Flasche.

Die Flasche ist aber auch ein Barometer.  Der Druck, welcher die Luft in der Flasche spürt, ist nicht nur der Druck des Wassers alleine, sondern auch noch der Druck, den die Atmosphäre auf der Wasseroberfläche ausübt. Sinkt aufgrund eines aufziehenden Tiefdruckgebietes der Luftdruck, dann sinkt deshalb auch der Druck in der Flasche. Durch den geringeren Druck dehnt sich die Luft in der Flasche aus und entsprechend steigt die Flasche nach oben. Somit gilt folgende Wetterregel: Steigt die Flasche, kommt der Regen, sinkt die Flasche, wird das Wetter schön.

Während all diesen Ausführungen fixierte der Lieblingsmensch mit unbeweglicher Miene den Horizont. Anscheinend half ihm dies, den Erklärungen konzentriert zu folgen. Zum Abschluss schlug der Blogger deshalb zur Auflockerung einen kleinen Wettbewerb vor: derjenige, der es weniger lang schafft, dass seine Flasche im Wasser schwebt, holt eine zweite, volle aus dem Strandkorb. Der vorgesehene Wettbewerbsteilnehmer wandte sich jedoch nur ab und meinte: «Schon gut, ich gehe. Eine zweite Flasche kann ich jetzt gut gebrauchen.»

P.S. Selbstverständlich schwebten die Flaschen am Ende des Abends nicht im Wasser, sondern lagen von Luftdruck und Temperatur unbeeindruckt im Altglascontainer.

Weitere Informationen:

Auftrieb und Luftdruck: https://www.meteoschweiz.admin.ch/ueber-uns/meteoschweiz-blog/de/2023/07/sindwirbeihohemoderniedrigemdruckschwerer.html