Luchtdruk meten met je smartphone: hoogte en weer

Niveauaanduiding: VMBO-T, leerjaar 3 of 4 — passend bij het onderdeel Druk en atmosfeer.
Let op: niet alle smartphones hebben een barometersensor. Controleer vooraf of uw toestel reageert in Phyphox → Barometer.

Inleiding

De lucht om ons heen heeft gewicht. Alle lucht boven ons drukt op ons naar beneden — dat is de luchtdruk. Op zeeniveau is die druk ongeveer 1013 hPa (hectopascal). Hoe hoger u gaat, hoe minder lucht er boven u is en hoe lager de druk wordt. Bergbeklimmers merken dit doordat hun oren knappen bij het afdalen of doordat water op grote hoogte kookt bij een lagere temperatuur.

In dit practicum meet u de luchtdruk op verschillende hoogtes in en rondom het schoolgebouw en onderzoekt u hoe snel de druk daalt per meter hoogte.

Leerdoelen

Na afloop van dit practicum kunt u:

• uitleggen waardoor luchtdruk ontstaat en waarom die daalt met de hoogte;
• de barometersensor van een smartphone gebruiken om luchtdruk te meten;
• het verband beschrijven tussen hoogte en luchtdruk op basis van uw meetresultaten;
• de luchtdrukwaarde koppelen aan weersomstandigheden.

Achtergrondinformatie

Luchtdruk is de kracht per oppervlakte die de luchtkolom boven een punt uitoefent. Op zeeniveau bedraagt de gemiddelde luchtdruk 1013,25 hPa. Per 100 meter hoogte daalt de druk met ongeveer 12 hPa — de eerste 100 meter van de atmosfeer is dus al goed meetbaar met een smartphone.

Weerstations gebruiken luchtdruk als een van de belangrijkste indicatoren: een dalende druk wijst doorgaans op naderende neerslag, een stijgende druk op opklarend weer. De Phyphox-app leest de ingebouwde barometersensor uit en geeft de druk real-time weer in hPa.

Benodigde laboratoriumapparatuur

• smartphone met barometersensor en Phyphox-app;
• gebouw met minimaal twee verdiepingen, of een helling van minimaal 10 meter hoogteverschil;
• meetlint of kennis van de verdiepingshoogte (circa 3 meter per verdieping);
• notitieboekje voor het noteren van druk en locatie.

Veiligheid

Geen gevaren. Meet niet op daken of andere gevaarlijke plaatsen. Vraag toestemming voor het betreden van verdiepingen buiten de eigen klas.

Werkwijze

Meting

1. Open Phyphox en kies het experiment Barometer (of Pressure). De app toont de actuele luchtdruk in hPa.
2. Meet op het laagste punt (bijv. begane grond of buiten aan de voet van het gebouw). Wacht 10 seconden tot de meting stabiel is en noteer de drukwaarde.
3. Ga naar de eerste verdieping. Noteer opnieuw de druk.
4. Herhaal op elke beschikbare verdieping of elke 5–10 meter hoogteverschil buiten.
5. Noteer bij elke meting ook de geschatte hoogte boven het beginpunt.

Verwerking

1. Maak een tabel met hoogte h (m) en druk P (hPa).
2. Bereken het drukverschil ten opzichte van het beginpunt.
3. Bereken de drukdaling per meter hoogte.

Verwerkingsvragen

1. Neemt de luchtdruk toe of af als u hoger gaat? Verklaar waarom.
2. Hoeveel hPa daalt de druk per meter hoogte in uw meting? Vergelijk met de theoretische waarde van 0,12 hPa/m.
3. Een lift rijdt van de begane grond naar de derde verdieping (hoogte 9 m). Hoeveel daalt de luchtdruk dan?
4. Weerbericht: een luchtdruk van 990 hPa wordt gemeld. Is dat lager of hoger dan normaal? Wat betekent dit voor het weer?
5. Waarom knappen uw oren soms bij het opstijgen in een vliegtuig?

Uitwerkingen

1. Druk daalt met hoogte:
   Hoe hoger u bent, hoe minder lucht er boven u is. De druk wordt bepaald door het gewicht van de luchtkolom boven het meetpunt. Minder lucht = minder gewicht = lagere druk.
2. Drukdaling per meter:
   De theoretische waarde nabij het aardoppervlak is circa 0,12 hPa per meter. Schoolmetingen liggen doorgaans tussen 0,10 en 0,14 hPa/m, afhankelijk van de temperatuur en luchtvochtigheid.
3. Lift naar derde verdieping:
   Δh = 9 m → ΔP ≈ 9 × 0,12 = 1,08 hPa. Dit is net meetbaar met een nauwkeurige barometersensor.
4. 990 hPa:
   Dat is lager dan de gemiddelde waarde van 1013 hPa. Een lage luchtdruk hangt samen met een lagedrukgebied, dat typisch geassocieerd wordt met bewolking, wind en regen.
5. Oren knappen in vliegtuig:
   Vliegtuigen worden gecabiniseerd op een druk die overeenkomt met een hoogte van circa 2000 meter (800 hPa). Bij het opstijgen en landen verandert de druk in het vliegtuig, waardoor er een drukverschil ontstaat over het trommelvlies. Slikken of geeuwen opent de buis van Eustachius en gelijkt de druk uit.

Achtergrond

Evangelista Torricelli (1608–1647) was de eerste die de luchtdruk mat, met een glazen buis gevuld met kwikzilver. De kwikkolom in zijn buis bleef staan op een hoogte van 760 mm — de oorsprong van de eenheid mmHg die in de medische wereld nog steeds voor bloeddruk wordt gebruikt. Blaise Pascal toonde kort daarna aan dat de druk daalt met de hoogte door een barometer naar de top van de Puy de Dôme te dragen (1648).

Moderne smartphones bevatten een MEMS-barometer die temperatuurgecompenseerde drukmetingen uitvoert met een nauwkeurigheid van circa 0,1 hPa — voldoende om hoogteverschillen van minder dan 1 meter te detecteren.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert materialen voor in het laboratorium en practicum.

Bekijk het assortiment practicum artikelen of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.