Nadelhölzer und Druck (Physik): Unterschied zwischen den Seiten

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{{Taxobox
[[Datei:Pressure force area.svg|mini|Druck entsteht durch eine senkrecht auf eine Fläche ''A'' einwirkende Kraft '''F'''.]]
| Taxon_Name      = Koniferen
| Taxon_WissName  = Coniferales
| Taxon_Rang      = Ordnung
| Taxon_Autor      =
| Taxon2_WissName  = Coniferopsida
| Taxon2_Rang      = Klasse
| Taxon3_Name      = Samenpflanzen
| Taxon3_WissName  = Spermatophytina
| Taxon3_Rang      = Unterabteilung
| Taxon4_Name      = Gefäßpflanzen
| Taxon4_WissName  = Tracheophyta
| Taxon4_Rang      = Abteilung
| Taxon5_Name      = Pflanzen
| Taxon5_WissName  = Plantae
| Taxon5_Rang      = Reich
| Taxon6_WissName  = Streptophyta
| Taxon6_Rang      = ohne Rang
| Bild            = Koeh-106.jpg
| Bildbeschreibung = [[Gemeine Kiefer]] (''Pinus sylvestris''), Illustration
}}


Die '''Koniferen''' oder '''Nadelhölzer''' (Coniferales, häufig auch Pinales), auch Kiefernartige genannt, sind die größte heute noch lebende Gruppe der [[Nacktsamer|Nacktsamigen Pflanzen]]. Ihre [[Samenanlage]]n sind nicht durch [[Fruchtblatt|Fruchtblätter]] geschützt. Die [[Sporophyll]]e stehen häufig in [[Zapfen (Botanik)|Zapfen]], woher auch der Name Koniferen rührt, der übersetzt „Zapfenträger“ bedeutet (von {{laS|''conus''}} „Kegel, Zapfen“ und ''ferre'' „tragen“).
Als '''Druck''' mit dem Formelzeichen <math>p</math> (von [[lat.]] ''pressio'') wird in der [[Physik]] eine [[skalar]]e [[intensive Größe]] bezeichnet, die sich aus dem [[Quotient]] des Betrages einer senkrecht auf eine Fläche <math>A</math> einwirkenden [[Kraft]] <math>\vec F</math> ergibt:


== Vorkommen ==
:<math>p = \frac{|\vec F|}{A}</math>
Nadelholzgewächse gibt es fast überall auf der Welt. Schwerpunkt sind jedoch die temperaten Gebiete der [[Nordhalbkugel|Nordhemisphäre]]. Den Schwerpunkt in der Südhemisphäre haben die [[Araukariengewächse]] und die [[Podocarpaceae]], sie stellen auch etliche Vertreter in den [[Tropen]]. Zypressengewächse sind dagegen sowohl auf der südlichen als auch auf der nördlichen Welthalbkugel zu finden. In ihren nördlichen [[Habitat]]en sind die Nadelholzgewächse oft die dominierenden Pflanzen, zum Beispiel in der [[Borealer Nadelwald|Taiga]], dem [[Borealer Nadelwaldgürtel|borealen Nadelwaldgürtel]].


Nadelholzgewächse sind häufig [[Pionierpflanze]]n, die auf Böden wachsen, die Samenpflanzen anderer [[Ordnung (Biologie)|Ordnungen]] nur unzureichende Wachstumsbedingungen bieten. Auf guten Böden werden Nadelholzgewächse dagegen häufig von diesen verdrängt. So fehlen Nadelholzgewächse in den tropischen Wäldern Zentralafrikas und Amazoniens. In hochgelegenen tropischen Regenwäldern, wie man sie etwa in Südostasien findet, kommen Nadelholzgewächse dagegen vor.<ref>Tudge, S.&nbsp;97</ref>
Nach dem von [[Blaise Pascal]] formulierten '''Pascalschen Prinzip''' breitet sich der Druck in ruhenden [[Fluid]]en, also in [[Gas]]en und [[Flüssigkeit]]en, gleichmäßig nach allen Richtungen aus, wirkt aber immer senkrecht auf die Wände des Gefäßes, in dem sie enthalten sind.


Eine besonders hohe Artenzahl an Nadelholzgewächsen findet man in [[Kalifornien]], [[Mexiko]], China mit den Regionen [[Sichuan]] und [[Yunnan]], im [[Himalaya|Osthimalaya]], [[Japan]] und auf [[Taiwan (Insel)|Taiwan]]. Eine an Nadelholzgewächsen besonders reiche Insel ist [[Neukaledonien]].<ref>Tudge, S.&nbsp;98</ref> Auf Inseln vulkanischen Ursprungs wie etwa [[Hawaii]] fehlen dagegen Nadelholzgewächse, da der Samen der meisten Nadelholzgewächse über Wind und über [[Zoochorie]] [[Ausbreitungsmechanismen von Pflanzen|verbreitet]] wird und daher nur nahe an Küsten liegende Inseln vulkanischen Ursprungs natürlich besiedelt werden können. Der auf den [[Azoren]] vorkommende [[Kurzblättriger Wacholder|Kurzblättrige Wacholder]] gilt als die Nadelholzgewächsart, die in der größten Distanz zur nächsten Küste wächst. Vorfahren dieser Art gelangten im [[Verdauungstrakt]] von Vögeln auf die Insel.<ref>Tudge, S.&nbsp;99</ref>
Ist der '''relative Druck''' in einem Raumbereich geringer als in seiner Umgebung, so wird er als '''Unterdruck''' bezeichnet. Ist er hingegen größer, handelt es sich um einen '''Überdruck'''. Die Vergleichsbasis ist dabei zumeist der [[Luftdruck]]. Als Vergleichsbasis für den '''absoluten Druck''' dient das [[Absolutes Vakuum|absolute Vakuum]].


== Beschreibung ==
== Einheiten ==
Die heute lebenden Nadelholzgewächse sind [[holzige Pflanze]]n, die meisten Arten sind [[Baum|Bäume]]. Die Mehrzahl der [[Taxon|Taxa]] hat einen [[monopodial]]en Wuchs, also einen Hauptstamm mit Seitenzweigen. Die Wuchshöhe von ausgewachsenen Koniferen reicht von weniger als einem Meter bis über einhundert Meter. Die am höchsten wachsende Art ist der [[Küstenmammutbaum]] (''Sequoia sempervirens''); das höchste lebende Exemplar hat eine Stammlänge von 115,60 Meter. Das größte Volumen hat ein [[Riesenmammutbaum]] (''Sequoiadendron giganteum''), mit 1486,9 Kubikmetern. Der dickste Nadelbaum ist eine in Mexiko stehende [[Mexikanische Sumpfzypresse]] (''Taxodium mucronatum'') mit einem Stammdurchmesser von 11,42 Metern. Der älteste Baum ist ein {{Alter|-3050|1|1}} Jahre altes Exemplar der [[Langlebige Kiefer|Langlebigen Kiefer]] (''Pinus longaeva'').<ref>Rocky Mountain Tree Ring Research: [http://www.rmtrr.org/oldlist.htm Database of ancient trees] (Stand: Januar 2013)</ref> [[Old Tjikko]], eine Gemeine Fichte, ist mit 9550 Jahren der älteste lebende individuelle Klonbaum.


Grundsätzlich unterscheidet sich der Kronenaufbau der Nadelbäume von dem der [[Laubbäume]]. Dieser entsteht, weil die Äste der Nadelbäume zur Spitze hin aufwärts gebogen sind. Aus der Abstufung des Längenzuwachses der Äste ergibt sich zumindest bei jüngeren Bäumen eine regelmäßig kegelförmige Krone. Eine schirmförmige Abflachung, wie sie etwa bei Kiefern vorkommt, entsteht erst im Alter.<ref>Böhlmann, S.&nbsp;2</ref>
Im [[SI-System]] wird der Druck in '''Pascal''' ('''Pa''') angegeben (benannt nach [[Blaise Pascal]]):


Das [[Holz#Nadelholz|Holz]] zeichnet sich im Gegensatz zu den [[Palmfarne]]n durch schmale Markstrahlen („pycnoxyles Holz“) aus. Anders als bei Bedecktsamern haben Nadelgehölze niemals Tracheen, sondern nur [[Tracheide]]n. Auch ist das Holz sehr häufig reich an [[Harz (Pflanze)|Harzen]].
:<math>\mathrm{1 \, Pa = 1 \, \frac{N}{m^2} = 1 \, \frac{kg}{m \cdot s^2}}</math>


=== Blätter ===
In der [[Technik]] bzw. im [[Ingenieurwesen]] ist das '''Megapascal''' ('''MPa'''):
Die [[Blatt (Pflanze)|Blätter]] der meisten Nadelbäume sind lang, dünn und nadelförmig. Aber es gibt auch Taxa mit anderen Blattformen, dazu gehören die meisten [[Zypressengewächse]] (Cupressaceae) und die [[Steineibengewächse]] (Podocarpaceae), sie haben flache Blätter. Einige Taxa, besonders die [[Kauri-Bäume|Kauri]] (''Agathis'') innerhalb der [[Araukariengewächse]] (Araucariaceae) und ''[[Nageia]]'' innerhalb der Podocarpaceae, haben breite flache Blätter. Die Gattung [[Phyllocladus]] besitzt anstelle von Blättern flache blattähnliche Kurztriebe, so genannte [[Phyllokladium|Phyllokladien]]. Bei der Mehrzahl der Nadelholzgewächse sind die Blätter spiralig um die Zweige angeordnet; Ausnahmen hierbei sind die Cupressaceae und eine [[Gattung (Biologie)|Gattung]] bei Podocarpaceae, bei denen sie in gegenständigen Paaren oder in zu drei bis vier in Wirteln angeordnet sind. Es gibt Blattgrößen von 2&nbsp;mm bis zu 400&nbsp;mm Länge. Sehr lange Nadeln sind zum Beispiel für ''[[Pinus engelmannii]]'' charakteristisch.


Die [[Stomata]] sind in Linien oder Haufen auf den Blättern angeordnet. Sie können bei kalter oder sehr trockener Witterung geschlossen werden. Bei der Mehrzahl der Gattungen sind die Blätter immergrün und bleiben an den Pflanzen für mehrere (2 bis 40) Jahre, bis sie abfallen. Aber vier Gattungen, nämlich [[Lärchen]] (''Larix''), [[Sumpfzypressen]] (''Taxodium''), die [[Goldlärche]] (''Pseudolarix amabilis'') und der [[Urweltmammutbaum]] (''Metasequoia glyptostroboides'') sind [[Abszission|laubabwerfend]]; sie verlieren ihr Laub im Herbst und sind während des Winters blattlos. Die Keimlinge der meisten Nadelgehölze, dazu gehören die meisten Cupressaceae und die [[Kiefern]] (''Pinus''), haben Jugendblätter, die sich von den Blättern älterer Pflanzen stark unterscheiden.
:<math>1 \, \mathrm{MPa} = 1 \, \frac{\mathrm{N}}{\mathrm{mm}^2}</math>


=== Samen und Zapfen ===
=== Umrechnungstabelle ===
{{Hauptartikel|Fortpflanzung der Koniferen}}


[[Datei:Fichtenblüten, Querschnitt.jpg|mini|Nicht ausgereifter Zapfen mit Samenanlagen im Querschnitt]]
Verwendet werden oft auch folgende [[Maßeinheit]]en:
Die meisten Nadelbäume sind getrenntgeschlechtlich meist einhäusig [[monözisch]], einige sind zweihäusig [[diözisch]] ([[Eiben]] und [[Wacholder]]). Alle Pinophyta sind [[Windbestäubung|windbestäubt]] (anemophil).


Die [[Befruchtung]] erfolgt durch unbegeißelte [[Spermium|Spermazellen]], die durch eine [[Pollenschlauch]]zelle zur Eizelle transportiert werden ([[Siphonogamie]]).
{| class="wikitable" style="text-align:right"
|-
! colspan="3"| Einheit
! Pa
! bar
! at
! atm
! Torr
! psi
|-
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| Pascal
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| 1&nbsp;Pa
! style="border-left: 0pt| =
| 1
| 1,0000&nbsp;·&nbsp;10<sup>−5</sup>
| 1,0197&nbsp;·&nbsp;10<sup>−5</sup>
| 9,8692&nbsp;·&nbsp;10<sup>−6</sup>
| 7,5006&nbsp;·&nbsp;10<sup>−3</sup>
| 1,4504&nbsp;·&nbsp;10<sup>−4</sup>
|-
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| Bar
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| 1&nbsp;bar
! style="border-left: 0pt| =
| 1,0000&nbsp;·&nbsp;10<sup>5</sup>
| 1
| 1,0197&nbsp;·&nbsp;10<sup>0</sup>
| 9,8692&nbsp;·&nbsp;10<sup>−1</sup>
| 7,5006&nbsp;·&nbsp;10<sup>2</sup>
| 1,4504&nbsp;·&nbsp;10<sup>1</sup>
|-
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| Technische Atmosphäre
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| 1&nbsp;at
! style="border-left: 0pt| =
| 9,8067&nbsp;·&nbsp;10<sup>4</sup>
| 9,8067&nbsp;·&nbsp;10<sup>−1</sup>
| 1
| 9,6784&nbsp;·&nbsp;10<sup>−1</sup>
| 7,3556&nbsp;·&nbsp;10<sup>2</sup>
| 1,4223&nbsp;·&nbsp;10<sup>1</sup>
|-
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| Physikalische Atmosphäre
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| 1&nbsp;atm
! style="border-left: 0pt| =
| 1,0133&nbsp;·&nbsp;10<sup>5</sup>
| 1,0133&nbsp;·&nbsp;10<sup>0</sup>
| 1,0332&nbsp;·&nbsp;10<sup>0</sup>
| 1
| 7,6000&nbsp;·&nbsp;10<sup>2</sup>
| 1,4696&nbsp;·&nbsp;10<sup>1</sup>
|-
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| Torr (mmHg)
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| 1&nbsp;Torr
! style="border-left: 0pt| =
| 1,3332&nbsp;·&nbsp;10<sup>2</sup>
| 1,3332&nbsp;·&nbsp;10<sup>−3</sup>
| 1,3595&nbsp;·&nbsp;10<sup>−3</sup>
| 1,3158&nbsp;·&nbsp;10<sup>−3</sup>
| 1
| 1,9337&nbsp;·&nbsp;10<sup>−2</sup>
|-
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| Pounds per square inch
! style="border-right: 0pt; text-align:left"| 1&nbsp;psi
! style="border-left: 0pt| =
| 6,8948&nbsp;·&nbsp;10<sup>3</sup>
| 6,8948&nbsp;·&nbsp;10<sup>−2</sup>
| 7,0307&nbsp;·&nbsp;10<sup>−2</sup>
| 6,8046&nbsp;·&nbsp;10<sup>−2</sup>
| 5,1715&nbsp;·&nbsp;10<sup>1</sup>
| 1
|}


Die Koniferen-[[Same (Pflanze)|Samen]] entwickeln sich in einem sie schützenden [[Zapfen (Botanik)|Zapfen]]. Die Zapfen brauchen bis zur Reife vier Monate bis drei Jahre. Sie werden 2&nbsp;mm bis 600&nbsp;mm lang.
=== Normaldruck ===


Bei den [[Kieferngewächse]]n (Pinaceae), [[Araukariengewächse]]n (Araucariaceae), [[Schirmtanne]]ngewächsen (Sciadopityaceae) und den meisten [[Zypressengewächse]]n (Cupressaceae) sind die Zapfen [[Verholzung|holzig]]. Wenn die Zapfen reif sind, öffnen sich normalerweise die Schuppen und lassen die Samen herausfallen, so dass sie vom [[Wind]] verbreitet werden können. Eine Reihe von Arten wirft ihre reifen Zapfen ab, bei anderen Arten bleiben diese dagegen an den Zweigen. Zu letzteren zählt beispielsweise die [[Monterey-Kiefer]], bei der gelegentlich Zapfen vom nachwachsenden Holz überwölbt werden.
Der '''Normaldruck''' ist nach [[w:Normenliste_DIN_1000_bis_DIN_1499#DIN_1343|DIN&nbsp;1343]]<ref>DIN 1343 „Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen; Begriffe, Werte“, Ausgabe Januar 1990.</ref><ref>{{Literatur |Autor=U. Grigull |Titel=Normvolumen und Normkubikmeter |Sammelwerk=Brennstoff, Wärme, Kraft |Band=19 |Nummer=12 |Datum=1967 |Seiten=561–563 |Online=[https://www.td.mw.tum.de/fileadmin/w00bso/www/Forschung/Publikationen_Grigull/037.pdf PDF] |Abruf=2016-08-18}}</ref> einen Druck von 101,325&nbsp;[[Pascal (Einheit)|kPa]] = 1,01325&nbsp;[[Bar (Einheit)|bar]] = 1&nbsp;[[Physikalische Atmosphäre|atm]] festgelegt.
 
Bei den Familien der [[Steineibengewächse]] (Podocarpaceae) und der Gattung Wacholder (''Juniperus'') der Cupressaceae sind die Schuppen weich, fleischig, süß und leuchtend gefärbt. Sie werden von Vögeln gefressen, die Samen passieren den Verdauungstrakt und werden unbeschädigt wieder ausgeschieden. Bei den Wacholderarten (''Juniperus'') spricht man umgangssprachlich oft von Beeren, besser von Beerenzapfen, da es sich morphologisch nicht um [[Beere]]n handelt. Bei den [[Kopfeibengewächse]] (Cephalotaxaceae) und [[Eibengewächse]] (Taxaceae) fehlen die Fruchtschuppen, die Samen werden von einem fleischigen Samenmantel ([[Arillus]]) umhüllt.
 
== Zur Systematik und zur Evolutio siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Koniferen}}


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Koniferen}}
== Literatur ==
* Colin Tudge: ''The secret life of trees'', Penguin books, London 2006, ISBN 978-0-14-101293-3
* Dietrich Böhlmann: ''Warum Bäume nicht in den Himmel wachsen – Eine Einführung in das Leben unserer Gehölze'', Quelle & Meyer Verlag, Wiebelsheim 2009, ISBN 978-3-494-01420-3
== Weblinks ==
{{Commonscat|Pinales|Koniferen (Pinales)}}
{{Wiktionary|Konifere}}
* [https://www.baumportal.de/nadelbaeume.htm Nadelbäume – Baumportal]
* [http://www.conifers.org/ Pinophyta: viele Infos zur Systematik.]
* [http://tolweb.org/tree?group=Conifers&contgroup=Spermatopsida Pinophyta: Infos zur Systematik.] (engl.)
* [http://www.markuswelz.de/pflanzen/index.html Koniferen in Deutschland] – Übersicht über die in Deutschland heimischen und eingeführten Nadelholzgewächse mit vielen detailreichen Bildern.
* [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Coniferophyta Fossile Pinophyta im Mineralienatlas WiKi]


== Einzelnachweise ==
* {{WikipediaDE|Druck (Physik)}}
<references />


{{Normdaten|TYP=s|GND=4041101-1|LCCN=sh/85/031129}}
[[Kategorie:Thermodynamische Zustandsgröße]]
[[Kategorie:Physikalische Größenart]]
[[Kategorie:Klassische Mechanik]]
[[Kategorie:Thermodynamik]]


[[Kategorie:Lebewesen|103]]
[[Kategorie:Pflanzenreich|103]]
[[Kategorie:Pflanze|103]]
[[Kategorie:Bäume|!102]]
[[Kategorie:Nadelbäume|!]]


{{Wikipedia}}
{{Wikipedia}}

Version vom 10. August 2019, 18:42 Uhr

Druck entsteht durch eine senkrecht auf eine Fläche A einwirkende Kraft F.

Als Druck mit dem Formelzeichen (von lat. pressio) wird in der Physik eine skalare intensive Größe bezeichnet, die sich aus dem Quotient des Betrages einer senkrecht auf eine Fläche einwirkenden Kraft ergibt:

Nach dem von Blaise Pascal formulierten Pascalschen Prinzip breitet sich der Druck in ruhenden Fluiden, also in Gasen und Flüssigkeiten, gleichmäßig nach allen Richtungen aus, wirkt aber immer senkrecht auf die Wände des Gefäßes, in dem sie enthalten sind.

Ist der relative Druck in einem Raumbereich geringer als in seiner Umgebung, so wird er als Unterdruck bezeichnet. Ist er hingegen größer, handelt es sich um einen Überdruck. Die Vergleichsbasis ist dabei zumeist der Luftdruck. Als Vergleichsbasis für den absoluten Druck dient das absolute Vakuum.

Einheiten

Im SI-System wird der Druck in Pascal (Pa) angegeben (benannt nach Blaise Pascal):

In der Technik bzw. im Ingenieurwesen ist das Megapascal (MPa):

Umrechnungstabelle

Verwendet werden oft auch folgende Maßeinheiten:

Einheit Pa bar at atm Torr psi
Pascal 1 Pa = 1 1,0000 · 10−5 1,0197 · 10−5 9,8692 · 10−6 7,5006 · 10−3 1,4504 · 10−4
Bar 1 bar = 1,0000 · 105 1 1,0197 · 100 9,8692 · 10−1 7,5006 · 102 1,4504 · 101
Technische Atmosphäre 1 at = 9,8067 · 104 9,8067 · 10−1 1 9,6784 · 10−1 7,3556 · 102 1,4223 · 101
Physikalische Atmosphäre 1 atm = 1,0133 · 105 1,0133 · 100 1,0332 · 100 1 7,6000 · 102 1,4696 · 101
Torr (mmHg) 1 Torr = 1,3332 · 102 1,3332 · 10−3 1,3595 · 10−3 1,3158 · 10−3 1 1,9337 · 10−2
Pounds per square inch 1 psi = 6,8948 · 103 6,8948 · 10−2 7,0307 · 10−2 6,8046 · 10−2 5,1715 · 101 1

Normaldruck

Der Normaldruck ist nach DIN 1343[1][2] einen Druck von 101,325 kPa = 1,01325 bar = 1 atm festgelegt.

Siehe auch


Dieser Artikel basiert (teilweise) auf dem Artikel Druck (Physik) aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der Lizenz Creative Commons Attribution/Share Alike. In Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
  1. DIN 1343 „Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen; Begriffe, Werte“, Ausgabe Januar 1990.
  2.  U. Grigull: Normvolumen und Normkubikmeter. In: Brennstoff, Wärme, Kraft. 19, Nr. 12, 1967, S. 561–563 (PDF).