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Experimentierwochen in der Klasse 2b

November 2013

Das Experiment des Tages


MONTAG 1

Wie kann ein Boot angetrieben werden?

Baue aus Draht auf einer Styroporplatte ein Gestell, in das du das Röhrchen so hineinlegen kannst, dass noch ein Teelicht darunter passt. Bohre in den Deckel ein kleines Loch (max 1 mm!), fülle Wasser in das Röhrchen (etwa 3/4 voll) und schraube es zu. Lege das Röhrchen auf das Drahtgestell, stelle das Teelicht darunter und zünde es an. Das ganze "Schiffchen" stellst du nun am besten in eine große Wanne mit Wasser, damit es frei schwimmen kann. Warte, bis das Wasser im Röhrchen zu kochen anfängt und beobachte!

Und so funktionierts:

Wenn das Wasser zu kochen anfängt, bildet sich Wasserdampf im Röhrchen. Der Dampf zischt durch das kleine Loch nach außen und drückt das Röhrchen und mit ihm das ganze "Schiff" in die entgegengesetzte Richtung vorwärts.
Nach diesem "Rückstoß"-Prinzip werden übrigens z.B. auch Weltraumraketen angetrieben.

             



DIENSTAG 1

Unbrennbares Papier?

Fülle einen Papierbecher mit Wasser, befestige ihn an einem Drahtring und stelle ihn über eine brennende Kerze.

Und so funktionierts:

Der Becher fängt nicht zu brennen an, obwohl er aus Papier ist!

Das Feuer der Kerze kann das Papier nicht entzünden, weil das Wasser in dem Becher die Hitze sofort wieder vom Papier ableitet. So wird das Wasser im Becher mit der Zeit immer wärmer, ohne dass das Papier zu brennen beginnen kann.
Aber Vorsicht: Das klappt natürlich nur, solange noch Wasser im Becher ist und noch nicht alles verdampft ist!
Sobald der Becher kein Wasser mehr enthält, fängt er zu brennen an!


               

            
 



MITTWOCH 1

Kann Metall brennen?

Ein Metallwinkel, grober Eisendraht und feine Eisenwolle liegen auf einer feuerfesten Unterlage. Sie werden mit einem Streichholz angezündet.

Und so funktionierts:

Der Metallwinkel und der grobe Eisendraht brennen nicht, die feine Eisenwolle fängt sofort zu brennen an und glüht lange nach.

Damit ein Stoff brennt, müssen 3 Dinge erfüllt sein:
Luft (Sauerstoff), ein brennbares Material und die "Entzündungstemperatur".
Massives Eisen kann mit einem Streichholz nicht entzündet werden, da für das massive Eisen eine hohe Temperatur nötig ist, um es zum Brennen zu bringen.
Die Eisenwolle ist sehr fein und hat deswegen eine größere Oberfläche. So genügt schon die niedrige Temperatur eines Streichholzes, um sie zum Brennen zu bringen.
Eisen ist also nicht "unbrennbar", man muss nur für eine hohe Temperatur beim Anzünden oder eine große Oberfläche sorgen.

                 

 



DONNERSTAG 1

Heute besuchten wir das NESSI-Lab der
Universität Erlangen/Nürnberg.

Bericht:




FREITAG 1

Passt die Münze durch die Drahtschlaufe?


Forme aus Draht um eine Münze herum eine Schlinge. Ziehe die Schlinge mit einer Zange so weit zu, dass die Münze gerade von alleine nicht mehr durchfallen kann. Ziehe die Münze mit der Hand aus der Schlinge und halte jetzt den Draht einige Zeit mit einer Klammer (Vorsicht! Draht wird sehr heiß!) über einen Brenner oder eine Kerze. Versuche jetzt nochmals, die Münze durch die Drahtschlinge fallen zu lassen.

Und so funktionierts:

Nach dem Erhitzen der Schlinge passt die Münze problemlos durch. Der Draht hat sich beim Erhitzen ausgedehnt, so dass das Loch für die Münze jetzt etwas größer ist als vorher.

           



MONTAG 2

Kann eine Kerze unter Wasser brennen?


Wichtig: Stelle zunächst eine feuerfeste Unterlage bereit (z.B. ein altes Backblech). Darauf stellst du die Teelichter!
Nimm 3 Teelichter und entferne bei zweien die Metallhülle drumherum, so dass nur noch das Wachs übrig bleibt.
1 Teelicht (mit Metallfassung) zündest du ganz normal an.
Beim 2. Teelicht entfernst du die Metallfassung und zündest es dann an.
Für das 3. Teelicht brauchst du noch ein 4. Teelicht, aus dem du den Docht entfernst und die Metallfassung abmachst. Dieses Teelichtteil klebst du
unter das Teelicht mit dem Docht (wenn du das Wachs am Rand erhitzt, schmilzt es und klebt die beiden Teile zusammen; lass dir dabei aber von einem Erwachsenen helfen!). Jetzt legst du das ganze Gebilde vorsichtig in ein Glas mit Wasser und zündest das obere Teelicht an (die ganze Prozedur ist notwendig, weil sonst der Docht des oberen Teelichts nach unten ins Wasser fallen würde, sobald das Wachs flüssig wird).

Und so funktionierts:

Das 1. Teelicht brennt ganz "normal". Das Wachs wird flüssig und ganz durchsichtig. Durch den Alubecher wird das Teelicht in Form gehalten.
Beim 2. Teelicht schmilzt das Wachs natürlich auch und wird flüssig. Da kein Alubecher drumherum ist, läuft das Wachs auf dem Backblech aus.
Am interessantesten ist das 3. Teelicht: Das Wachs wird auch hier um die Flamme herum flüssig. Da die Kerze aber im Wasser schwimmt, wird das Wachs an den äußeren Stellen, wo es mit dem Wasser in Berührung kommt, gekühlt und kann sich nicht verflüssigen. Das Teelicht brennt mit der Zeit immer weiter herunter, wobei ein fester Wachsrand drumherum stehen bleibt. Die Kerze brennt so schließlich "unter Wasser" weiter.



   


DIENSTAG 2

Wie kommt das Ei in die Flasche?


Nimm eine Flasche mit einer weiten Öffnung, durch die ein Ei gerade nicht mehr hindurch passt.
Fülle die Flasche mit etwas heißem Wasser (Vorsicht!). Warte etwas und gieße dann das Wasser wieder aus.
Lege das gekochte und abgeschälte Ei auf die Flaschenöffnung.
Stelle die Flasche in kaltes Wasser und habe etwas Geduld ...

Und so funktionierts:

Durch das heiße Wasser in der Flasche erwärmt sich die Luft im Flascheninneren. Sobald du das Ei auf die Flasche legst, ist sie verschlossen - es kann weder Luft hinein noch hinaus. Kühlst du jetzt die Flasche (und damit auch die Luft darin) ab, indem du sie in das kalte Wasser stellst, zieht sich die Luft in der Flasche zusammen (weil kalte Luft weniger Platz beansprucht) und saugt dabei das Ei in die Flasche.

Du kannst den Versuch verändern, indem du verschieden warmes und kaltes Wasser (z.B. mit Eiswürfeln) verwendest. Wann wird das Ei am schnellsten in die Flasche gesaugt?
Und vor allem: Wie bekommen wir das Ei jetzt wieder aus der Flasche heraus, ohne das Ei zu beschädigen?

               


MITTWOCH 2

Kann ein Zuckerwürfel brennen?


Nimm ein Stück Würfelzucker und versuche, es mit einem Streichholz oder Feuerzeug anzuzünden (nur mit einem Erwachsenen!).
Nimm ein zweites Stück Zucker, tauche es in etwas Asche und versuche dann, es anzuzünden.

Und so funktionierts:

Der reine Zucker lässt sich nicht anzünden. Er schmilzt und es entsteht eine braune Masse, das Karamell.
Der in Asche getauchte Zucker fängt zu brennen an und brennt selbstständig weiter. Die Asche wirkt hier am Anfang als Katalysator, damit der Zucker überhaupt zu brennen beginnt.

       


DONNERSTAG 2

Wie kann man eine Tasse anfassen, ohne sich die Finger zu verbrennen?


Fülle eine Tasse mit heißem Wasser (Vorsicht!).
Wickle jetzt verschiedene Stoffe (wir haben benutzt: Alufolie, Plastikfolie, Geschirrtuch, Schaumgummi, Luftpolsterfolie) jeweils um die Tasse und packe dann die Tasse mit deiner Hand (Vorsicht! Ist vielleicht heiß!).

Und so funktionierts:

Sobald heißes Wasser in die Tasse gefüllt wurde, wird auch die Tasse heiß.
Um die Tasse trotzdem anfassen zu können, kann man verschiedene Stoffe um die Tasse wickeln.
Alufolie und Plastikfolie bewirken kaum etwas.
Mit dem Küchentuch kann man die Tasse schon gefahrloser anfassen, ohne sich zu verbrennen.
Am besten funktioniert es aber mit Schaumstoff oder Luftpolsterfolie. Diese sind zwar auch aus Plastik, die vielen Luftbläschen aber, die darin sind, verhindern, dass die Wärme von der Tasse zu deiner Hand durchgeleitet wird, sie "isolieren". Deswegen kannst du mit diesen beiden Stoffen die Tasse am besten anfassen, ohne dir die Finger zu verbrennen.

               


FREITAG 2

Warum verbrennt man sich an einem Metalllöffel im heißen Tee immer die Finger?


Gieße in eine Tasse heißen Tee (Vorsicht!).
Stelle nun in die Tasse Löffel aus verschiedenem Material (Metall, Glas, Holz, Plastik...), warte einen Moment und befühle die Löffel dann am herausragenden Ende.
Zusätzlich kannst du an das Ende jeden Löffels ein kleines Stück Butter "kleben".

Und so funktionierts:

Das Butterstückchen am Metalllöffel schmilzt mit Abstand am schnellsten. Metall leitet Wärme sehr gut weiter.
Wenn du dir also deine Finger am Löffel nicht verbrennen willst, benutze besser einen Plastik-, Holz- oder Glaslöffel.

   


Die vollständigen Versuchsanleitungen auf 
Karteikarten können nach wie vor hier

heruntergeladen werden!

Fotos © 2013 D. Härtl
chemische Fachberatung: Katharina Hauck