Kalt geforscht Nr. 1!

Er war da, der Winter! Nach einigen kurzen & recht warmen Wintern, war er dieses Mal richtig winterlich kalt. So konnten wir gut & lange zu Eiseskälte forschen.

Eine spannende Frage ist, wie das Wasser gefriert. Dass Wasser zu Eis oder Schnee wird, das wissen fast alle Kinder, sogar die ganz Kleinen. Allerdings war nicht vielen Kindern bewusst, wie das Wasser gefriert. Das hat mich überrascht. Aber logisch: die wenigsten Forscher haben das bereits beobachtet.

Also haben ich mich mit meinen Forschern auf die Suche nach der Antwort begeben:

Was wir brauchen: durchsichtiges Plastikgefäß oder Glas mit dünnem Durchmesser, Wasser, Gefrierfach oder frostige Außentemperaturen

Was zu tun ist: Wir befüllen das Gefäß ca. bis zur Hälfte mit Wasser & stellen es für ca. 30 Minuten in die Kälte. Das macht sogar den Kleinsten Spaß. Darüber hinaus könnt Ihr natürlich auch mehrere Gläser mit unterschiedlich warmem bzw. kaltem Wasser befüllen & beobachten, ob das eine oder andere Wasser schneller gefriert oder die Temperatur vielleicht gar keinen Einfluss auf das Gefrieren hat.

Was ist passiert?: Auf dem Wasser hat sich eine Eisschicht gebildet. Die Eisschicht zerbricht, wenn man auf die Eisschicht drückt. Darunter befindet sich noch flüssiges Wasser.

Das Glas mit dem warmen Wasser hat schneller eine Eisschicht gebildet.

Warum ist das so?: Wenn wir auf unser Versuchsglas schauen, erkennen wir die Eisschicht. Darunter ist das Wasser noch flüssig, was wir ertasten konnten. Die erstarrte Wassermenge schwimmt an der Wasseroberfläche. Wasser gefriert von oben nach unten! Dieses Wissen kann enorm wichtig sein, denn vielen Kindern war nicht bewusst, dass sie achtsam sein müssen, wenn sie mit den Eltern auf einen zugefrorenen See laufen. Obwohl die oberste Schicht stabil wirkt, kann es sein, dass die Eisschicht dünn ist & man ins Wasser einbricht.

Ist ein Gewässer tief genug, kann es vorkommen, dass die unteren Wasserschichten nur selten den Gefrierpunkt erreichen. So überleben beispielsweise Fische den Winter.

Willkommen, neues Jahr 2017

Ein frohes neues Jahr 2017 wünsche ich Dir!

Nachdem Du hoffentlich einen Traumstart ins neue Jahr 2017 hinlegen konntest, möchte ich Dir ein passendes Experiment zum Jahresstart vorstellen. Es dreht sich um Feuer & Wunderkerzen. Weißt Du eigentlich, was eine Wunderkerze zu einer Wunderkerze macht? Genau. Wunderkerzen können „Feuersterne“ spucken. In Bayern sagt man zu ihnen auch „Sternerlwerfer“, was ich sehr treffend finde.

Ein Bild mit einer Wunderkerze ist zu sehen, Funken sprühen.
„Sternerlwerfer“

Damit etwas brennen kann, werden drei Dinge benötigt: Sauerstoff aus der Luft, Brennstoff & Energie. Auch Wunderkerzen benötigen dies. Ist eine der Voraussetzungen für ein Feuer nicht mehr gegeben, geht die Flamme aus. Stellt man eine Kerzenflamme unter ein Glas, geht sie nach kurzer Zeit aus, weil der Sauerstoff verbraucht ist & kein neuer mehr verfügbar ist. Die Flamme erstickt.

Wie ist das aber mit einer Wunderkerze? Verbringt sie Wunder?

Was wir brauchen: leere Milchflasche aus Glas, Wunderkerzen, Streichholz, Ständer für Wunderkerzen, feuerfeste Unterlage

Was ist zu tun?: Deine Wunderkerze muss sicher & fest stehen, am besten auf einer feuerfesten Unterlage. Ganz leicht ist es, wenn Du sie in das Wachs eines Teelichtes in einem Kerzenständer steckst. Dann zündest Du die Wunderkerze an und stellst die Glasflasche über die brennende Wunderkerze.

Was ist passiert?: Die Wunderkerze brennt, und brennt, und brennt. Aber sie geht nicht aus, obwohl der Sauerstoff bereits nach kurzer Zeit durch die Verbrennung verbraucht ist.

Warum ist das so?: Die Wunderkerze besteht aus einem umwickelten Stahldraht. Der Teil der Wunderkerze, der verbrennt, besteht aus Dextrin, Aluminiumpulver, Eisenspänen & Bariumnitrat.

Dextrin verbindet sämtliche Bestandteile der Wunderkerze miteinander. Der Energielieferant für die Verbrennung ist das Aluminium, das leicht verbrennt. Für die Verbrennung relevant ist ein Oxidationsmittel, das den Sauerstoff liefert. In der Brennpaste der Wunderkerze ist Bariumnitrat das Oxidationsmittel. Bei der Verbrennung wird Sauerstoff aus dem Bariumnitrat frei…

Na, kannst Du Dir jetzt vorstellen, warum die Wunderkerze nicht ausgeht, obwohl der Sauerstoff aus der Luft verbrannt ist?

Genau: Wenn der Luftsauerstoff verbraucht ist, liefert die Wunderkerze den Sauerstoff selber nach. Er ist ja in ihrem Brennstoff versteckt. Die Wunderkerze geht erst dann aus, wenn der gesamte Brennstoff verbraucht ist, der sich um den Stahldraht befindet. Die Funken, die die Wunderkerze spuckt, stammen übrigens vom Aluminium & kleinen Eisenspänen.

Das Experiment hat Dir hoffentlich Spaß gemacht.

Es möge Dir den richtigen Start für ein strahlendes Jahr 2017 bereiten.

Mit herzlichen Forschergrüßen.

Deine Andrea.