4.4.2 Physikalische Grundlagen

Luft ist ein Gasgemisch und hat die folgende Zusammensetzung:
• rund 78 Vol. % Stickstoff
• rund 21 Vol. % Sauerstoff

Zusätzlich sind Spuren von Kohlendioxid, Argon, Wasserstoff, Neon, Helium, Krypton und Xenon enthalten.

Druck
1 Pa entspricht dem Druck, den eine senkrecht wirkende Kraft von 1 N (Newton) auf eine Fläche von 1 m² ausübt.

Kraft F in N, Fläche A in m², Druck p in Pa

Der Druck, der direkt auf der Erdoberfläche herrscht, wird als atmosphärischer Druck (pamb) bezeichnet. Dieser Druck wird auch Bezugs-druck genannt. Der Bereich oberhalb dieses Drucks heißt Überdruck-bereich (pe > 0), der Bereich unterhalb heißt Unterdruckbereich (pe < 0). Die atmosphärische Druckdifferenz pe berechnet sich nach der Formel:

pe = pabs - pamb

Dies wird durch das folgende Diagramm verdeutlicht:

Abb. 321: Luftdruck (Quelle: Eigene Darstellung)

Der atmosphärische Druck ist nicht konstant. Sein Wert ändert sich mit der geografischen Lage und dem Wetter. Der absolute Druck pabs ist der auf Druck Null – Vakuum – bezogene Wert. Er ist gleich der Summe des atmosphärischen Drucks und des Über- beziehungsweise Unterdrucks. In der Praxis werden hauptsäch-lich Druckmessgeräte verwendet, die nur den Überdruck pe anzeigen. Der absolute Druckwert pabs ist ungefähr 100 kPa (1 bar) höher.

Normzustand
In der Pneumatik ist es üblich, sämtliche Angaben über Luftmengen auf den sogenannten Normzustand zu beziehen. Der Normzustand nach DIN 1343 ist ein durch Normtemperatur und Normdruck festgelegter Zustand eines festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffes:

Normtemperatur Tn = 273,15 K, tn = 0 °C
Normdruck pn = 101.325 Pa = 1,01325 bar