Hydrostatik - Hydrodynamik


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H 1.2 Kartesischer Taucher (Flaschenteufel)

1. Hintergrund

Flaschenteufel gibt es schon seit mehr als dreihundert Jahren. Im deutschen und englischen Sprachraum werden sie auch als Kartesische Taucher bzw. Cartesianische Taucher (Cartesian Diver) bezeichnet, weil angeblich der französische Philosoph und Wissenschaftler René Descartes (Cartesius) sie erfunden haben soll. Es ist jedoch ziemlich sicher, dass nicht er sondern der Italiener Raffaello Magiotti das Prinzip als erster veröffentlicht hat.
Einer plausiblen Deutung zufolge haben die Taucher die Form eines Teufels, weil in der Zeit von Descartes die kritische Vernunft des Menschen über den Glauben an überlieferte Vorstellungen gesetzt wurde und mit dem Flaschenteufel die kirchlichen Autoritäten herausgefordert wurden. Es gibt den Taucher aber auch in anderen Ausführungen, z.B. als Politiker.
Karthesischer Taucher

2. Aufbau

Ein Flaschenteufel ist innen hohl und besitzt eine kleine Öffnung, die in dem um den Bauch gewundenen Schwanz enthalten ist.

3. Funktion

Ist er ganz mit Wasser gefüllt, sinkt er in einem mit Wasser gefüllten Behälter zu Boden. Befindet sich eine geeignete Menge Luft in ihm, schwimmt er an der Wasseroberfläche. Befindet sich der Taucher in einem Behälter, z.B. einer Flasche, den man unter Druck setzen kann, so wird sich bei Druckerhöhung das im Taucher befindliche Luftvolumen verkleinern. Damit wird der Auftrieb kleiner und der Taucher kann zu Boden sinken. Entlastet man den Behälter wieder, wird die Luftblase im Taucher größer und er steigt wieder hoch.

4. Durchführung

Man füllt das Vorführglas fast randvoll mit Wasser, setzt den Flaschenteufel hinein und steckt den Gummikorken auf. Drückt man den Korken langsam und vorsichtig runter, sinkt der Flaschenteufel zu Boden. Wenn man den Taucher schweben lässt und den Druck plötzlich entlastet, steigt der Taucher sich drehend nach oben. Durch den um den Bauch gewundenen Schwanz entweicht dann das Wasser und versetzt ihm auf diese Weise einen Drall.

5. Hinweis

Falls zuviel Wasser im Flaschenteufel ist, kann der Flaschenteufel auch "ertrinken". Er taucht dann gar nicht mehr auf. Das kann insbesondere in großen Flaschen sehr leicht passieren, wenn der Flaschenteufel schon bis zum Boden hinuntergesunken ist und man noch weiter stark drückt. Er legt sich dann waagerecht und wird so weit mit Wasser gefüllt, dass der Auftrieb nicht mehr zum Aufsteigen ausreicht. Man muss ihn dann aus dem Wasserglas herausnehmen.

Literaturhinweis
Wolfgang Burger: Cartesianische Taucher, Bild der Wissenschaft 25 (1988), Heft 9, Seite 139-142