Ein Blog für Forscher & solche, die es werden möchten!
In diesem Jahr sind wir richtig früh dran mit unserem Herbstgefühl. Von einem Tag auf den anderen war der Traumsommer zu Ende & es wurde kalt & nass.
Viele Leute in meinem Umfeld haben gleich begonnen, sich daran zu stören & drüber zu meckern. Aber da das nichts ändert, versuche ich dieses „usselige“ Drumherum von der positiven Seite zu sehen: der Herbst kommt.
Heute habe ich einen gemütlichen Vormittag mit meinem kreativen Forscher daheim verbracht. Zum Mittagessen hat er sich Nudeln gewünscht. Im Supermarkt standen wir fasziniert vor den vielen verschiedenen Formen. Ausgesucht hat er sich Nudeln in Räderform.
Heute möchte ich Dir mal wieder ein paar schöne, kindgerechte Experimente vorstellen, die alle etwas mit dem Zusammenhalt zu tun, den Wasserteilchen aufeinander auswirken. Das Phänomen, das ich Dir heute vorstellen möchte ist die Oberflächenspannung des Wassers.
Egal, wie alt die jungen Forscher sind, die mit mir auf Forscherreise gehen, Experimente zur Oberflächenspannung des Wassers machen allen gleichviel Spaß. Je jünger die Experimentatoren sind, umso mehr sind sie verzaubert von der sonderbaren Kraft des Wassers. Mir macht es immer wieder Spaß & deshalb stelle ich Dir meine liebsten Experimente zu diesem Thema in diesem Blogpost vor.
Das Wasserglas läuft über
Was Du brauchst: 2 Gläser, Wasser, Spülmittel, Auffangschale, Flasche
Was zu tun ist: Du stellst ein Glas in eine Auffangschale & füllst so viel Wasser hinein, bis das Glas voll ist. Dann versuchst Du, das Glas weiter zu füllen. So lange, bis das Wasser überläuft.
Diesen Teil des Experimentes wiederholst Du in einem zweiten Glas, in das Du vorher 2-3 Tropfen Spülmittel getropft hast.
Was Du herausgefunden hast: Überraschenderweise konntest Du das Wasserglas voller als voll machen. Schaust Du seitlich auf das Glas, kannst Du einen kleinen Wasserberg erkennen, der über den Rand des Glases hinaus steht. Der Grund dafür ist die Oberflächenspannung des Wassers.
Die Oberflächenspannung des Wassers liegt darin begründet, dass Wasserteilchen sich gegenseitig festhalten. Sie wirken in alle Richtungen gleiche Kräfte aus. Innerhalb des Wassers hebt sich die Kraft der Wasserteilchen also auf. An der Grenzfläche von Wasser zu einem anderen Medium, zum Beispiel Luft, können die Wasserteilchen aber nur ins Wasser hinein wirken, nicht in die Luft. Deshalb spannt sich die Oberfläche des Wasser wie eine Haut.
Gibst Du Spülmittel in das Wasserglas, können die Wasserteilchen an der Grenzfläche zur Luft diese Spannung nicht mehr aufbauen. Schuld daran ist das Spülmittel, dass die Wasserteilchen daran hindert, sich festzuhalten. Neben Spülmittel gibt es weitere Stoffe, die die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen. Ein davon ist beispielsweise Alkohol.
Das Phänomen der „Oberflächenspannung von Wasser“ kannst Du auch im folgenden Experiment beobachten, das den Kindern immer riesig viel Spaß macht:
Die Wassermünze
Was Du brauchst: 1 Geldmünze, Pipette, Wasser
Was zu tun ist: Du saugst Wasser mit Deiner Pipette auf & tropfst langsam Tropfen für Tropfen auf die Geldmünze. Das „Wasser tropfen“ kann man auch mit mehreren Kindern als Spiel gestalten.
Du tropfst so lange, bis das Wasser über den Rand der Münze hinaus läuft…der Spieler, dem das passiert hat verloren.
Was Du herausgefunden hast: Du kannst die bereits beschriebene Oberflächenspannung des Wassers beobachten. Die Wasserteilchen halten so stark zusammen, dass es an der Grenze zur Luft eine stabile Haut ausbildet. Hier ist das Wasser gespannt & hält sich selber auf der Geldmünze.
Bis hierher hast Du hoffentlich schon etwas Spaß beim Erforschen der Oberflächenspannung des Wassers. Weil es aber „aller guten Dinge sind drei“ heißt, möchte ich Dir noch dieses Experiment vorstellen:
Boote mit Spülmittelantrieb
Was Du brauchst: Wasserschale, Alufolie oder Moosgummi oder Streichholz, Schere, Messer, Spülmittel oder Klebstoff mit Lösungsmittel
Was zu tun ist: Du schneidest aus der Alufolie oder dem Moosgummi ein kleines Boot oder schneidest mit dem Messer einen Ritz in das Streichholz. Das jeweilige Boot setzt Du nun auf die Wasseroberfläche. Ans Heck Deines Bootes tropfst Du nun Deinen Antrieb.
Entweder einen Tropfen Klebstoff (wichtig: der Klebstoff muss Lösungsmittel enthalten) oder einen Tropfen Spülmittel.
Was Du herausgefunden hast: Sobald Du den Treibstoff (Spülmittel oder Klebstoff) auf das Heck Deines Bootes getropft hat, schnellt es nach vorne. Der Grund dafür ist, dass das Spülmittel bzw. der Alkohol aus dem Klebstoff, die Oberflächenspannung des Wassers aufhebt. Es entsteht quasi ein kleines Loch hinter Deinem Boot. Dadurch gerät das Wasser in Bewegung und treibt das Boot nach vorne an.
Jetzt wünsche ich Dir viel Spaß beim Ausprobieren der Experimente. Und wenn Du das nächste Mal mit Deinem Forschernachwuchs in der Natur unterwegs bist, dann siehst Du vielleicht einen Wasserläufer, der mit Hilfe der Oberflächenspannung auf der Wasseroberfläche herumlaufen kann.
Wenn Du Fragen hast, Dir die Experimente gefallen haben, oder warum auch immer… hinterlass mir gerne einen Kommentar unter diesem Beitrag.
Mit gespannten Forschergrüßen
Deine Andrea
In meinem letzten Beitrag habe ich ein erstes Experiment vorgestellt, in dem man das Prinzip des Heißluftballons ausprobieren konnte. Dabei haben wir einen Luftballon auf eine Plastikflasche gesteckt & die Flasche abwechselnd in sehr kaltes oder sehr heißes Wasser gestellt. Durch die Temperatur des Wassers hat sich auch die Temperatur der Luft geändert. In heißer Umgebung wurde der Luftballon wie durch Zauberei aufgepustet.
Das alleine ist schon ein schönes Experiment, aber mit meinen Forschern baue ich dazu immer noch einen schönen Heißluftballon. Heute verrate ich Dir, was Du brauchst, & wie Du ihn daheim fliegen lassen kannst.
Beim Forschen & Experimentieren ist es immer spannend, Gegensätze zu hinterfragen. Deshalb heißt es gerade in meinen Forscherkursen während der kalten Jahreszeit „heiß & kalt“. Einige „Kälte“-Experimente habe ich ja schon vorgestellt. Heute möchte ich Dir eines meiner liebsten Forscherprojekte zum Thema „heiße Luft“ verraten.
In den letzten Jahren habe ich schon eine Vielzahl verschiedener Heißluftballons mit den Kids gebaut. Alle haben ihren eigenen Charme. Optisch am ansprechendsten war der Ballon, den ich aus Seidenpapier gebastelt habe (es ist der rot-blaue Ballon). Da die Bastelei für meine Kurse zu langwierig & aufwändig war, habe ich mich zunächst dafür entschieden, einen Ballon zu basteln, den wir aus Luftballons, viel Kleister & Transparentpapier (schau Dir den bunten Ballon an).
Beide sehen toll aus & sind einem echten Heißluftballon sehr ähnlich, aber leider können beiden nicht wirklich toll fliegen.
Also habe ich weiter ausprobiert, wie die Kinder das Prinzip des Heißluftballons an einem eigenen Ballon besser nachstellen können. Das Ergebnis möchte ich Dir im Folgenden vorstellen.
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.
