barometrische Höhenformel, Schichtung von Gasen, Kohlenstoffmonoxid-Vergiftung
Verfasst: 30. Jan 2017, 18:09
Kohlenmonoxid CO ist ein zweiatomiges Gas. Ein Molekül wiegt circa 28 u und somit gleich viel wie ein Stickstoffmolekül N2, aber weniger als ein Sauerstoffmolekül (32 u). Für den Menschen und andere Tiere ist Kohlenmonoxid giftig. Da es geruchslos ist, merkt man die Präsenz dieses Gases nicht so leicht. Immer wieder kommt es zu tödlichen Vergiftungen. Soweit die Fakten.
Landläufig sagt man, dass Kohlenmonoxid in geschlossenen Räumen wie Kellern oder Höhlen nach unten sinkt und sich wie ein "See" von unten her aufstaut. Daher haben Kellermeister oder Bergarbeiter früher immer Tiere oder Kerzen mitgenommen. Wenn die Kerze ausging oder das Tier tot umfiel war die Gefahr durch Kohlenmonoxid vorhanden.
Ich frage mich gerade ob diese Geschichte wirklich stimmt. Eigentlich gilt für Gase in der Atmophäre eines Planeten die barometrische Höhenformel. (Das ist zwar eine Näherung für konstante Temperatur, doch in der unteren Atmophäre ist diese Näherung einer konstanten Temperatur zulässig.) Gemäß dieser Formel nimmt die Dichte jeden Gases exponentiell mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel ab. Die genaue Abnahmerate hängt dabei von der Molekülmasse des jeweiligen Gases, der herrschenden Temperatur sowie der Gravitationsbeschleunigung ab.
Sind mehrere Gase vorhanden, so gilt die barometrische Höhenformel für jedes dieser Gase separat. Die Gase durchdringen (mischen) sich also, wobei stets die Dichte exponentiell mit zunehmender Höhe abnimmt.
Von Schichtung (wie bei Flüssigkeiten verschiedener Dichte) ist also nicht die Rede.
Wie kann man sich dann erklären, dass Kohlenmonoxid in Kellern nach unten sinkt?
Landläufig sagt man, dass Kohlenmonoxid in geschlossenen Räumen wie Kellern oder Höhlen nach unten sinkt und sich wie ein "See" von unten her aufstaut. Daher haben Kellermeister oder Bergarbeiter früher immer Tiere oder Kerzen mitgenommen. Wenn die Kerze ausging oder das Tier tot umfiel war die Gefahr durch Kohlenmonoxid vorhanden.
Ich frage mich gerade ob diese Geschichte wirklich stimmt. Eigentlich gilt für Gase in der Atmophäre eines Planeten die barometrische Höhenformel. (Das ist zwar eine Näherung für konstante Temperatur, doch in der unteren Atmophäre ist diese Näherung einer konstanten Temperatur zulässig.) Gemäß dieser Formel nimmt die Dichte jeden Gases exponentiell mit zunehmender Höhe über dem Meeresspiegel ab. Die genaue Abnahmerate hängt dabei von der Molekülmasse des jeweiligen Gases, der herrschenden Temperatur sowie der Gravitationsbeschleunigung ab.
Sind mehrere Gase vorhanden, so gilt die barometrische Höhenformel für jedes dieser Gase separat. Die Gase durchdringen (mischen) sich also, wobei stets die Dichte exponentiell mit zunehmender Höhe abnimmt.
Von Schichtung (wie bei Flüssigkeiten verschiedener Dichte) ist also nicht die Rede.
Wie kann man sich dann erklären, dass Kohlenmonoxid in Kellern nach unten sinkt?