Eine Druckänderung, die auf ein eingeschlossenes Fluid ausgeübt wird, wird unvermindert auf jede Stelle des Fluids und auf die Wände des Behälters übertragen. Dies ist eine Aussage des Pascal-Prinzips, das die Grundlage des hydraulischen Wagenhebers ist, den Sie in der Garage sehen. Die relativ geringe Krafteinleitung an einem Kolben treibt den zweiten Kolben unter dem Wagen nach oben, da der Druck von einem Kolben auf den anderen über eine Zwischenflüssigkeit übertragen wird. Sie können diese Druckübertragung im Klassenzimmer ohne den Einsatz von Kolben oder anderen komplexen Geräten demonstrieren.
Ballon
Treten Sie auf einen Ballon und der Druckanstieg verteilt sich im Inneren des Ballons. Das Ausdünnen der Wände und deren eventuell sogar Aufplatzen demonstrieren diese Übertragung der Druckerhöhung. Dieses Beispiel ist recht einfach und vermittelt nicht wirklich die Feinheit des Prinzips.
Ei
Legen Sie vorsichtshalber ein Ei in eine Plastiktüte. Versuchen Sie dann, das Ei mit einer bloßen Hand zu zerdrücken, und achten Sie darauf, dass Sie Ihre Finger so weit wie möglich um den Umfang des Eies legen. Das Ei bricht nicht, weil der Druck von außen gleichmäßig verteilt wird und die Flüssigkeit im Ei gleichmäßig zurückgedrückt wird. Es ist, als würde man das Ei in einen kilometertiefen Ozean fallen lassen. Es würde immer noch keine Meile zusammenbrechen, weil sich der Druck innen und außen aufbauen und sich gleichmäßig gegenüberstehen.
Flasche
Viel dramatischer ist die Demonstration des Pascalschen Prinzips in Glasflaschen. Wählen Sie eine Glasflasche mit Schraubverschluss. Füllen Sie es fast bis zum Rand mit Wasser. Schrauben Sie die Kappe auf. Halten Sie die Flasche über das Waschbecken im Klassenzimmer. Schlagen Sie mit dem Daumenballen auf die Kappe (das Daumenballen). Mit genügend plötzlicher Kraft fällt der Boden der Flasche sowie die gesamte Flüssigkeit im Inneren heraus. An der kreisförmigen Naht, an der der Boden während der Herstellung mit dem Rest der Flasche verbunden wird, tritt der Bruch auf. Diese Demonstration ist jedoch mit einem Gummihammer einfacher durchzuführen.
Der Grund, warum diese Demonstration funktioniert, liegt darin, dass der plötzliche Druckanstieg nach dem Pascal-Prinzip auf die gesamte Flasche übertragen wird. Eine gleichmäßige Kraftverteilung drückt auf den Flaschenboden. Die Naht direkt über dem Boden ist zufällig die schwächste „Verbindung“ in der Flasche, also gibt die Flasche nach. Beachten Sie, dass die Flüssigkeit im Inneren mehr Kraft auf den Boden ausübt als die Hand auf die Flüssigkeit, da der Flaschenverschluss viel kleiner ist als der Boden der Flasche. Außerdem braucht der Boden nur im molekularen Maßstab – der Breite von wenigen Atomen – nach außen bewegt zu werden, um die Naht um den Boden herum aufzubrechen, während die Hand die Kappe über eine weit größere Distanz nach innen schlägt. Daher fällt der Boden durch eine größere Krafteinwirkung, wenn auch über eine kürzere Strecke, heraus.
Denken Sie daran, dass Energie als Arbeit Kraft mal der Strecke ist, über die die Kraft ausgeübt wird. Daher wird bei dieser Demonstration Energie gespart, da die Kraft auf den Flaschenboden den Boden um eine so kleine Strecke bewegt. Wie der Autolift eines Mechanikers ist die Flaschendemonstration eine Mischung aus dem Pascal-Prinzip und dem Konzept der Hebelwirkung bei der Vergrößerung der Kraft bei gleichzeitiger Energieeinsparung.
