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Sendung
Gut durchatmen - Fitness für die Lunge
Luft und Lunge - alles eine Frage der Physik
Foto Wolkenhimmel; Rechte: WDR
Nach der kosmologischen Vorstellung vieler Völker zählt die Luft neben Erde, Feuer und Wasser zu den vier Lebenselementen.


Der Mensch kann ohne Essen etwa 40 Tage überleben, ohne Trinken nahezu fünf Tage, ohne Luft hingegen nur wenige Minuten.

Reine Luft besteht im wesentlichen aus 78 Prozent Stickstoff und 21 Prozent Sauerstoff. Sie umhüllt die Erde wie eine riesige Glocke. Genau wie wir Menschen, wird die Luft, von der Erde angezogen - ein Druck entsteht. Die Evolution hat sich das Phänomen Luftdruck für die Atmung zu nutze gemacht. Atmen wir ein, zieht sich das Zwerchfell nach unten. Dadurch entsteht in den Lungen ein Unterdruck und die Atemluft wird in die Lungen gesogen.

Mit einem einfachen Versuch lässt sich der Luftdruck nachzuweisen.
 
Foto Luftdruck; Rechte: Sabine Fricke
Phänomen Luftdruck: Das Wasser kann nicht auslaufen, weil die Luft die Postkarte fest unter das Glas drückt.

Ein mit Wasser randvoll gefülltes Trinkglas wird mit einer Postkarte, Spielkarte oder Bierdeckel  abgedeckt und behutsam auf den Kopf gedreht. Das Wasser bleibt im Glas, da der äußere Luftdruck um ein Vielfaches stärker ist als der Druck der Wassersäule.
 
Foto Volumeter; Rechte: Sabine Fricke
Mit einem Volumeter lässt sich die Leistungsfähigkeit unserer Lunge überprüfen.
Im Schnitt schafft der Mensch die Lungen mit 4,5 Litern vollzupumpen.  Männer schaffen etwas mehr als Frauen,  größere Menschen etwas mehr kleinere und stämmigere mehr als grazile. Durch körperliches Training kann diese Vitalkapazität gesteigert werden. Beim normalen Atmen strömen etwa 0.5 Liter in unsere Lungen. Dies wird auch als Respirationsluft bezeichnet.

hobbythek hat ein einfaches, aber ebenso exaktes Messverfahren entwickelt : Ein Eimer, ein Schlauch und eine Badewanne genügen, um die eigene Vitalkapazität zu messen.
 
Foto Lungenvolumen; Rechte; Sabine Fricke
Die Luft verdrängt das Wasser aus dem Eimer. An der Skala kann das maximale Lungenvolumen abgelesen werden.

Insbesondere nach einer Serie von Atemübungen kann so überprüft werden, ob und um wie viel sich das Lungenvolumen verbessert hat.
 
Foto Luftmatratze; Rechte: Sabine Fricke
Die Kraft des Atems kann einen schweren Menschen  mühelos empordrücken.

Die Lunge kann schwere Gewichte hochheben. Die physikalischen Gesetze der Pneumatik helfen dies zu verstehen:
Wird auf ein abgeschlossenes Luftvolumen ein Druck ausgeübt, verteilt sich dieser in der gesamten Luft nach allen Seiten hin mit gleicher Stärke. Wird eine Luftmatratze mit dem Mund aufgeblasen, wirkt der Druck der Lunge an jeder Stelle der Matratze.
 
Foto Pneumatik; Rechte: Sabine Fricke
Trifft ein schwacher Luftdruck (kleine Spritze) auf ein großes Luftvolumen (große Spritze), vervielfacht sich die Kraft, deshalb kann das schwere Gewicht mit dem leichten Druck einer kleinen Spritze hochgedrückt werden.

Diese pneumatischen Eigenschaften sind auch im Alltag häufig anzutreffen. Die zischenden Geräusche der LKW-Bremsanlagen und Omnibus-Türen sind Hinweise auf luftgesteuertes Know-How.
 
externer Link
Förderverein Science und Technologie e.V.
 
Sendung
Verzweigt wie ein Baum - unsere Lungen
Luft und Lunge - alles eine Frage der Physik
Atemwegserkrank- ungen und heilsame Auswege
Atemübungen für Jedermann
Apnoe - bewusstes Atmen für den Weg in die Tiefe