Energie-Experimente - Energy Kids Stralsund

Handbuch
Energie-Experimente
1
Vorwort
Im internationalen Vergleich ist das Interesse in Deutschland an Naturwissenschaften und Technik weit geringer als in anderen Ländern. Um nachhaltige
Veränderungen zu bewirken ist es sinnvoll, möglichst früh bei Kindern
Begeisterung dafür zu wecken. Das vom Ministerium für Bildung, Wissenschaft
und Kultur Mecklenburg-Vorpommern und der E.ON edis AG geförderte
Projekt Energy Kids Stralsund der Fachhochschule setzt genau hier an.
Regelmäßige Experimentiertage bieten bereits Kindergartenkindern die
Möglichkeit, problemorientiert im thematischen Bereich der Energie tätig zu
werden. Selber machen! Das ist der konsequenteste Weg, Kinder an naturwissenschaftliche und technische Fragestellungen heranzuführen. Im Oktober
2009 startete das Projektteam mit den Vorbereitungen der Experimente.
Es wurde fleißig recherchiert, getestet und an die Altersgruppe angepasst.
Ein Materialkoffer wurde mit den Experimentierzutaten bestückt,
kinderfreundliche Arbeitsbekleidung gestaltet. Die „Energy Kids“-Website und
das hier vorliegende Handbuch entstanden.
Seit Anfang des Jahres 2010 finden die Experimentiertage in Kitas in Stralsund, Negast, Altenpleen und Zarrentin statt. Beim selbsttätigen Erforschen
und Ausprobieren werden die Kinder von Studierenden der technischen
Studiengänge betreut. Die positive Resonanz zeigt, dass das Projekt Energy
Kids Stralsund ein Selbstläufer zu werden scheint. Es kommen immer mehr
Anfragen von weiteren Kindergärten, Erzieherinnen und Erziehern, Eltern sowie
Grundschulen, Experimentiertage anzubieten. In der Grundschule bereichern
sie praxisorientiert den Sachunterricht. Einzel-Experimentiertage werden auch
auf Kinderfesten durchgeführt.
Wenn Sie sich für das Projekt interessieren oder Fragen haben, melden Sie
sich bitte bei:
Silke Krumrey
Fachhochschule Stralsund
Zur Schwedenschanze 15
18435 Stralsund
Fon +49 3831 457300
Fax +49 3831 456680
E-Mail: [email protected]
Web: energy-kids.fh-stralsund.de
2
Gebrauch des Handbuchs
Das hier vorliegende Handbuch enthält Experimentieranleitungen zu den vier
Energiequellen Wind, Wasser, Wärme und Sonne sowie weitere interessante
Anleitungen. Alle Experimente wurden von den Energy Kids getestet und sind,
wie sich herausstellte, gleichermaßen beliebt bei Kindern, Erziehern und
Erzieherinnen, Lehrern sowie Lehrerinnen.
In der Arbeit mit Kindern muss auf Praktikabilität der Lehrmaterialien
geachtet werden, deshalb sind die Experimentieranleitungen möglichst einfach
beschrieben und übersichtlich gestaltet. Sie enthalten jeweils eine Materialliste, den genauen Versuchsablauf sowie Beobachtungen und Erklärungen.
Bei Bedarf können sie einzeln ausgedruckt und wasserfest laminiert werden
(ratsam bei Experimenten zum Thema Wasser). Mit dem Handbuch wird den
Betreuenden die Koordination eines Experimentiertages erleichtert. Es muss
sich nicht umfangreich fachlich vorbereitet werden, um den Kindern zu einem
Lernerfolg in Sachen Energie zu verhelfen.
Die hier versammelten Experimentieranleitungen sollen im Alltag eine
hilfreiche Handreichung sein, um Kinder unkompliziert an experimentelle
Arbeitsweisen heran zu führen, sie naturwissenschaftlichen und technischen
Fragestellungen auf den Grund gehen zu lassen.
Noch etwas zum Ablauf der Experimente: Die Kinder sollten in Kleingruppen an
einem Experiment arbeiten. Sie sollten Schutzbekleidung (z.B. Schürzen, alte
T-Shirts etc.) tragen, da sie mit Wasser und Flecken verursachenden
Substanzen in Berührung kommen.
Es hat sich folgender Ablauf eines Experimentiertages empfohlen:
- Begrüßung
- Einstimmung der Kinder auf selbsttätiges Experimentieren
- Erläuterung des Ablaufs des Experimentiertages
- Erklärung wichtiger und einzuhaltender Sicherheitsregeln
- Einteilung der Kinder in Experimentiergruppen
- Experimentierphase mit freier Zeiteinteilung
- Pausen jeweils nach etwa 45 Minuten
- Aufräumphase
- Auswertung in der Großgruppe, Kommunikation der Eindrücke
3
Sicherheit geht vor!
Wie bereits erläutert, ist es wichtig, während der Experimente die Sicherheit
der Kinder stets im Auge zu behalten. Auch sollten die Kinder zu Beginn eines
Experimentiertages mit einfachen Sicherheitsregeln vertraut gemacht werden.
Dadurch können sie für Gefahrensituationen sensibilisiert werden, die
möglicherweise während des Experimentierens auftreten. Zudem stärkt diese
Einweisung auch die Eigenverantwortlichkeit. Die Kinder lernen, innerhalb der
Gruppe gegenseitig Kontrolle auszuüben.
Folgende Sicherheitsregeln sollten den Kindern unbedingt verdeutlicht werden:
- Immer auf die Verantwortlichen (Erzieher/-innen) hören!
- Nicht ohne Einleitung durch Erwachsene beginnen.
- Rücksicht auf andere Kinder nehmen.
- Besondere Vorsicht im Umgang mit Feuer und Strom.
- Nichts in den Mund nehmen oder in die Augen reiben.
- Nicht mit dem Wasser planschen.
- Die Materialien sind nur zum Experimentieren, nicht
zum Spielen.
- Nach den Experimenten unbedingt die Hände waschen.
- Zuhause die Experimente nur unter Aufsicht der
Eltern wiederholen.
Damit diese Regeln von den Kindern auch gewissenhaft befolgt werden, sollten
die Sanktionen bei Nichtbefolgung vor Beginn der Experimente bekannt sein
und auch konsequent angewendet werden.
Gutes Gelingen und viel Freude beim Experimentieren
wünschen Ihnen die
Energy Kids Stralsund
4
Experimente
Auf den folgenden Seiten werden die Experimente
nach Energieformen geordnet vorgestellt.
5
Inhalt
1 Wind/Luft
8
1.1 Entweder Luft oder Wasser
8
1.2 Die Flaschenorgel
9
1.3 Ein starkes Kissen aus Luft
10
1.4 Tauchendes Taschentuch
11
1.5 Seifenblasen fangen
12
1.6 Ein Kartentrick?
13
1.7 Ein Fahrstuhl für die Kerze
14
1.8 Gläserfreundschaft
15
2 Wasser
16
2.1 Verrückte Lupe
16
2.2 Wasser stürzt von der Höhe
17
2.3 Die silberne Luftblase
18
2.4 Eine Wasserlupe erfinden
19
2.5 Farben trennen
20
2.6 Färben mit Bonbons
21
2.7 Spülmittel mit Zauberkraft
22
6
Inhalt
3 Wärme
23
3.1 Elektrische Heizung
23
3.2 Wo ist das Salz im Eisberg?
24
4 Sonne
25
4.1 Ein Regenbogen im Zimmer
25
4.2 Sonnen-Backofen
26
5 Weitere Experimente
27
5.1 Kleiderbügel als Kirchenglocke
27
5.2 Laute Töne aus dem Karton
28
5.3 Kompass-Spiel
29
5.4 Feuerlöscher
30
5.6 Vulkanausbruch
31
6 Quellen
32
7 Impressum
34
7
1 Wind/Luft
1.1 Entweder Luft oder Wasser
Material:
- leere Plastik-Getränkeflasche mit Deckel (0,5 Liter)
- Brotmesser
- Schüssel mit Wasser
Versuchsablauf:
1. Mit dem Brotmesser den Boden von der Plastikflasche abschneiden.
Wichtig: Drehe den Flaschendeckel dann fest zu!
2.Tauche die Flasche nun ganz gerade mit der Öffnung nach unten möglichst
tief in die volle Wasserschüssel und öffne dann den Schraubdeckel ein wenig.
3. Wenn die Flasche vollgelaufen ist, drehe den Deckel wieder zu.
4. Ziehe nun die Flasche nach oben, sodass sie unten gerade noch im Wasser ist.
5. Öffne jetzt den Schraubdeckel wieder vorsichtig ein wenig.
Beobachtung:
Wenn du die Flasche unter Wasser drückst, fließt das Wasser nicht in die
Flasche hinein. Öffnest du nun den Deckel, zischt es leise und die Flasche füllt
sich langsam von unten mit Wasser. Drehst du den Deckel wieder zu und ziehst
dann die Flasche nach oben, bleibt das Wasser in der Flasche, statt unten
heraus zu fließen. Öffnest du jetzt den Deckel, hörst du wieder ein leises
Zischen und das Wasser läuft unten aus der Flasche.
Erklärung:
Tauchst du die Flasche unter Wasser, kann kein Wasser hineinfließen, weil sie
schon mit Luft gefüllt ist. Öffnest du den Deckel, strömt die Luft dort oben
heraus, deshalb hörst du das Zischen und das Wasser kann von unten in die
Flasche nachfließen. Ist der Deckel wieder zu und du ziehst die Flasche nach
oben, fließt das Wasser unten nicht heraus, weil weder von oben noch von unten
Luft in die Flasche gelangen kann, um stattdessen den leeren Platz zu füllen.
Öffnest du nun den Deckel, strömt Luft von oben in die Flasche und das Wasser
fließt aus der unteren Öffnung in die Schüssel.
8
1 Wind/Luft
1.2 Die Flaschenorgel
Material:
- 4 gleich große, leere Glasflaschen
- Wasser
Versuchsablauf:
1. Blase in eine der leeren Flaschen hinein und versuche,
einem möglichst klaren und lauten Ton zu machen.
2. Fülle nun jede Flasche unterschiedlich voll mit Wasser:
die 1. Flasche nur ein wenig voll,
die 2. Flasche 1/3 voll,
die 3. Flasche 1/2 voll,
die 4. Flasche 2/3 voll.
3. Jetzt nimm nacheinander jede Flasche in die Hand
und blase vorsichtig hinein.
4. Ordne die Flaschen vom tiefsten Ton zum höchsten Ton.
Beobachtung:
Wenn du die leere Flasche richtig anbläst, macht sie einen tiefen, dumpfen Ton
- wie eine Schiffshupe. Mit Wasser in der Flasche wird der Ton höher. Je mehr
Wasser in der Flasche ist, umso höher wird er. Sortierst du die Flaschen nach
der Tonhöhe, so werden sie von einem Ende zum anderen immer voller.
Erklärung:
Wenn du in die Flasche hineinbläst, fängt die Luft in der Flasche an zu schwingen. Das kannst du nicht sehen, aber hören. Die schwingende Luft macht
nämlich den Ton, den du hörst. Der Ton klingt am tiefsten, wenn ganz viel Luft
in der Flasche ist. Je weniger Luft in der Flasche ist, umso höher wird der Ton.
Denn die Luft schwingt in langen und kurzen Wellen, wie z.B. auch Wasser
Wellen schlägt:
tiefer Ton = lange Wellenlänge
hoher Ton = kurze Wellenlänge
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1 Wind/Luft
1.3 Ein starkes Kissen aus Luft
Material:
- 4 Luftballons
- 1 Müllsack
- 1 Holzplatte oder breites Brett (z.B. Regalboden)
- 3 Kinder und 1 Hilfsperson
Versuchsablauf:
1. Bitte die Hilfsperson, vier Luftballons etwa bis zur Hälfte aufzublasen
und zuzuknoten.
2. Stecke die Ballons in einen Müllsack und knote auch diesen zu.
Die Ballons müssen genug Platz haben, um im Viereck liegen zu können.
3. Lege den Müllsack mit den Ballons auf den Boden und die Holzplatte
oben drauf.
4. Die Hilfsperson hält nun das Brett fest und die drei Kinder versuchen
nacheinander, vorsichtig darauf zu steigen. Haltet euch dabei gegenseitig
fest, das Ganze ist ziemlich wackelig!
Beobachtung:
Das Brett auf dem Ballonsack ist etwas wackelig. Aber wenn du dein Gleichgewicht hältst, kannst du gut darauf stehen. Es passen sogar alle drei
Kinder auf das Brett, ohne dass die Luftballons platzen.
Erklärung:
In den Luftballons ist die Luft eingesperrt. Das Brett verteilt euer Gewicht
gleichmäßig auf alle vier Luftballons. Weil
diese nur zur Hälfte gefüllt sind, platzen
sie nicht, sondern werden nur platt
gedrückt. Dabei wird auch die Luft in
ihnen zusammengepresst. Die Luft drückt
wiederum gegen die Gummihaut der
Ballons, und auf diese Weise trägt sie
euch auf dem Brett. Der Luftdruck im
Ballon ist kleiner, als die Kraft zum
Platzen.
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1 Wind/Luft
1.4 Tauchendes Taschentuch
Material:
- großes Schüssel mit Wasser
- Glas
- Papiertaschentuch
Versuchsablauf:
1. Knülle das Papiertaschentuch zusammen und stopfe es ins Glas.
2. Drehe das Glas um und drücke es ganz gerade in die Wasserschüssel.
3. Drücke es so weit nach unten, dass das Taschentuch auch wirklich „unter
Wasser“ ist.
Beobachtung:
Das Papiertaschentuch im Glas wird nicht nass, obwohl es unter Wasser ist.
Erklärung:
Das Taschentuch wird nicht nass, weil es an den Boden des Glases gedrückt
wird. Der Druck entsteht, wenn das Glas senkrecht ins Wasser bewegt wird.
Dabei wird die Luft zusammengedrückt.
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1 Wind/Luft
1.5 Seifenblasen fangen
Material:
- 2-3 Essl. Salz
- 100 g Puderzucker
- 1 l warmes Wasser (am besten destilliertes)
- 150 ml Spülmittel (kein Balsam, sondern mit hohem Tensidanteil)
- 12 ml Glyzerin
- Rührschüssel
- Schneebesen
- Blumendraht
- Teller oder großer Konservendeckel
Versuchsablauf:
1. Salz und Puderzucker gut im warmen Wasser lösen.
2. Mische dir aus dem Wasser mit Spülmittel eine Seifenlauge.
3. Dazu gibst du etwas Glyzerin. Das vermischt du alles sehr gut
mit einem Schneebesen.
4. Die Mischung am besten über Nacht stehen lassen.
5. Drehe aus dem Draht eine Schlaufe (alle Formen sind erlaubt).
6. Gieße die Seifenlauge in einen Teller oder einen großen Deckel
und stecke die Schlaufe hinein.
7. Dann pustest du vorsichtig in die Schlaufe.
Tipp: Mit Lebensmittelfarbe bekommst du bunte Seifenblasen!
Beobachtung:
Wenn du durch die Schlaufe pustest, bildet sich eine Seifenblase.
Erklärung:
Die Erzeugung von Seifenblasen ist möglich, da die Oberfläche einer Flüssigkeit
(in diesem Falle des Wassers) eine Oberflächenspannung besitzt, die zu
einem elastischen Verhalten der Oberfläche führt. Die Oberflächenspannung
ist ebenfalls der Grund für die kugelförmige Gestalt der Seifenblasen.
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1 Wind/Luft
1.6 Ein Kartentrick?
Material:
- Wasser
- Sektglas
- Karte (Kartenspiel, Bierdeckel)
- Schüssel
Versuchsablauf:
1. Fülle das Sektglas über einer Schüssel randvoll mit Wasser,
es kann ruhig etwas überlaufen.
2. Verschließe das Glas mit einer Spielkarte und drücke sie ein bisschen fest.
3. Drehe das Glas auf den Kopf. Halte die Spielkarte dabei gut fest und
drücke sie etwas an das Glas.
4. Lasse die Karte ganz vorsichtig los.
Beobachtung:
Die Karte bleibt wie von Zauberhand am Glas und verschließt es. Das Wasser
kann nicht herauslaufen.
Erklärung:
Im Glas entsteht ein Unterdruck, den du auch von einem Saugnapf kennst.
Die Luft will in das Sektglas hinein, aber die Karte verhindert es. Dadurch
saugt sich die Karte an dem Glas fest und verschließt es. Es entsteht ein
Vakuum.
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1 Wind/Luft
1.7 Ein Fahrstuhl für die Kerze
Material:
- Teelicht
- Streichholz
- Glasgefäß, gefüllt mit Wasser
- hohes leeres Glas (z.B. Einmachglas)
Versuchsablauf:
1. Zünde das Teelicht an und setzte es vorsichtig in das Glasgefäß, so dass das
Teelicht auf dem Wasser schwimmt. Die Kerzenflamme darf nicht ausgehen!
2. Stülpe das Glas ganz über das Teelicht. Achte darauf,
dass es den Boden des Glasgefäßes berührt.
Beobachtung:
Wenn die Flamme des Teelichts ausgegangen ist, steigt das Wasser im Glas ein
Stück höher und hebt das Teelicht mit an („Fahrstuhl für die Kerze“).
Erklärung:
Die Flamme des Teelichts verbraucht die Luft im Glas. Je weniger Luft darin
ist, desto höher kann das Wasser steigen, weil die Luft keinen Raum mehr einnimmt.
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1 Wind/Luft
1.8 Gläserfreundschaft
Material:
- Teelicht
- Streichholz
- zwei gleiche Trinkgläser (0,2 Liter)
- Löschpapier (nass)
Versuchsablauf:
1. Zünde das Teelicht mit einem Streichholz an
und stelle es in das erste Trinkglas.
2. Feuchte das Löschpapier gut an und lege es über den Rand
des ersten Trinkglases.
3. Drehe das zweite Glas auf den Kopf und stelle es so auf das nasse
Löschpapier, dass die Ränder der beiden Gläser genau über einander liegen.
4. Warte, bis die Kerzenflamme ausgeht.
5. Versuche, das obere Glas vorsichtig hochzunehmen.
Beobachtung:
Beide Gläser bleiben aneinander kleben, das Löschpapier
wölbt sich nach unten und saugt das obere Glas an.
Erklärung:
Weil die Flamme des Teelichts die Luft aus dem unteren
Glas verbraucht, entsteht ein Unterdruck, den du von
einem Saugnapf kennst. Die Luft will vom oberen Glas ins
untere Glas. Aber sie kommt nicht durch das Löschpapier, weil dieses nass ist. Das Löschpapier funktioniert
dabei wie eine Dichtung zwischen den beiden Gläsern.
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2 Wasser
2.1 Verrückte Lupe
Material:
- Klopapierrolle
- Frischhaltefolie
- Gummi
- Wasser
- Zeitung/Zeitschrift
Versuchsablauf:
1. Schneide einen etwa zwei Zentimeter breiten Ring
von einer leeren Klopapierrolle ab.
2. Lege ein Stück durchsichtige Frischhaltefolie über den Ring.
3. Befestige die Folie mit einem Gummi.
4. Tropfe ein wenig Wasser auf die Folie. Fertig ist die Lupe!
Beobachtung:
Wenn man die Lupe über eine Zeitung hält, verschwimmen die Buchstaben.
In der Mitte sind die Buchstaben größer als am Rand deiner Lupe.
Erklärung:
Das Wasser auf deiner Lupe ist wie die Linse einer Kamera oder wie ein gewölbtes Brillenglas. Durch die Wölbung verschwimmen die Buchstaben. Sie werden
vergrößert.
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2 Wasser
2.2 Wasser stürzt von der Höhe
Material:
- 1 volles Glas Wasser
- 1 leeres Glas
- Knickstrohhalm
- Buch
- Wasser (im Eimer oder Wasserhahn)
Versuchsablauf:
1. Stelle das volle Glas Wasser auf das Buch und das leere Glas daneben
(jedoch nicht auf das Buch).
2. Fülle einen Knickstrohhalm in einem Eimer oder unter dem Hahn
ganz voll mit Wasser.
3. Halte nun beide Enden zu und stelle den Strohhalm so in das
gefüllte Wasserglas, wie du es auf der Abbildung siehst.
4. Nimm den Finger in dem tiefer stehenden Glas weg.
Beobachtung:
Das Wasser fließt vom höher
stehenden vollem Glas Wasser
zum tiefer stehenden leeren Glas.
Erklärung:
Weil das volle Wasserglas höher
steht, hat das Wasser mehr
Energie. Das Wasser will zum
leeren Glas hinfließen, um einen
Gleichstand in beiden Gläsern zu
erzeugen. Deshalb fließt das
Wasser vom höheren Glas ins
niedrigere und leere Glas, bis der
Wasserstand in beiden Gläsern
gleich ist.
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2 Wasser
2.3 Die silberne Luftblase
Material:
- 1 durchsichtige Schüssel (Plastik oder Glas)
- Wasser
- 1 kleiner Spiegel
Versuchsablauf:
1. Fülle die Schüssel mit Wasser.
2. Lege den Spiegel seitlich unter die Schüssel,
bis er etwa zur Hälfte noch herausragt.
3. Halte deine Hand so, als ob du Wasser schöpfen wolltest und
drehe sie dann um.
4. Jetzt tauchst du deine gewölbte Hand an der Seite, an der der
Spiegel darunterliegt, langsam von oben ins Wasser, sodass sich
eine Luftblase in deiner Handfläche halten kann. Vielleicht musst
du das ein paar Mal probieren, bis es klappt...
5. Sieh seitlich an der Schüssel vorbei in den Spiegel
und betrachte die Luftblase von unten.
6. Bewege deine Hand so vorsichtig im Wasser hin und her,
dass die Luftblase erhalten bleibt.
Beobachtung:
Mit etwas Übung kannst du eine Luftblase in deiner gewölbten Hand unter
Wasser festhalten und sie sogar leicht hin und her bewegen. Im Spiegel siehst
du, dass die Luftblase silbern wie eine Weihnachtsbaumkugel glänzt und sich
bewegt, als ob sie flüssig wäre.
Erklärung:
Immer da, wo Luft und Wasser aufeinander treffen, bildet sich eine Art
Spiegel. Das Licht wird an der Grenze zwischen Wasser und Luft zurückgespiegelt. Auch die Oberfläche der Luftblase in deiner Hand spiegelt am
Übergang zum Wasser das Licht zurück und glänzt deshalb wie eine Weihnachtsbaumkugel. Das Licht wird reflektiert.
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2 Wasser
2.4 Eine Wasserlupe erfinden
Material:
- 1 Stück Pappe
- spitze Schere
- durchsichtige Folie
- Locher
- Klebstoff oder Klebeband
- Wassertropfen
- 1 Strohhalm
Versuchsablauf:
1. Schneide aus der Pappe eine Lupenform.
2. In die Mitte musst du mit dem Locher ein Loch stanzen.
3. Darüber klebst du dann die durchsichtige Folie.
4. Mit einem Strohhalm lässt du einen Wassertropfen auf das Loch fallen.
Beobachtung:
Der Tropfen wird zur Lupe. Wenn wir z.B. einen kleinen Gegenstand darunter
legen, wirkt er größer.
Erklärung:
Das Wasser auf deiner Lupe ist wie die Linse einer Kamera oder wie ein gewölbtes Brillenglas. Durch die Wölbung verschwimmen die Buchstaben. Sie werden
vergrößert.
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2 Wasser
2.5 Farben trennen
Material:
- rundes, weißes Filterpapier
- wasserlösliche Filzstifte
- Glas mit Wasser
- Schere
Versuchsablauf:
1. Schneide aus Filterpapier eine kreisförmige Scheibe die du in der Mitte
über Kreuz einschneidest.
2. Um diesen Schnitt herum malst du einen Kreis mit einem der Filzstifte.
3. Dann drehst du aus einem weiteren Filterpapierscheibe eine Rolle,
die du durch das Kreuzchen schiebst wie einen Strohhalm.
4. Lege nun die bemalte Filterpapierkreisscheibe so auf das Glas, dass sie auf
dem Rand aufliegt und die Filterpapierrolle ins Wasser hineinragt.
Beobachtung:
Das Wasser wird von der Filterpapierrolle hochgesogen. Dabei nimmt es die
Farbe mit. Dann werden bei einigen Farben neue Farben sichtbar.
Erklärung:
Das Wasser steigt in der Filterpapierrolle nach oben. Und durchnässt die
Filterpapierscheibe. Dabei nimmt es die Farbteilchen mit. Manche Farbteilchen
kommen schneller, andere langsamer voran. Dadurch trennen sich die unterschiedlichen Farben und es zeigen sich die Grundfarben. Das sind die Farben,
aus denen eine Farbe gemischt ist.
20
2 Wasser
2.6 Färben mit Bonbons
Material:
- gefärbte Bonbons, farbige Schokolinsen oder Gummibärchen
- Wasser
- Essig
- 2 Schälchen
- Esslöffel
- Baumwollfaden (weiß)
- Tuch
Versuchsablauf:
1. Fülle das erste Schälchen mit Wasser und lege gleichfarbige Bonbons
oder Gummibärchen hinein.
2. Warte, bis sich der Farbstoff von den Bonbons oder Gummibärchen
gelöst hat. Wenn es mit dem Wasser alleine nicht so gut geht, kannst du
ein kleines bisschen Essig mit in das Wasser geben.
3. Hat sich der Farbstoff von den Bonbons oder Gummibärchen gelöst,
kannst du sie mit dem Löffel aus dem Schälchen angeln und in das zweite
Schälchen legen.
4. Lege den weißen Baumwollfaden in das Schälchen mit der Farbe.
Lass den Faden einige Minuten in der Farbe liegen.
5. Hole ihn dann mit dem Löffel aus dem Farbbad heraus
und lege ihn zum Trocknen auf ein Küchentuch.
Beobachtung:
Der Baumwollfaden wird farbig.
Erklärung:
Die Farbteilchen der Bonbons lösen sich durch das Wasser vom Bonbon und
schwimmen dann im Wasser. Legst du den Baumwollfaden in das Wasser, saugt
dieser das Wasser auf. Dabei bleiben die Farbteilchen im Gewebe des Fadens
heften.
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2 Wasser
2.7 Spülmittel mit Zauberkraft
Material:
- 2 Schüsseln mit Wasser
- Pfeffer (fein gemahlen)
- 1 Stecknadel
- flüssiges Geschirrspülmittel
Versuchsablauf:
1. Fülle die beiden Schüsseln halb voll mit Wasser.
2. Verteile einen Esslöffel Pfeffer in der ersten Schüssel.
Schaue dabei genau hin!
3. Lasse die Stecknadel in der Schüssel ohne Pfeffer schwimmen.
4. Gib etwa 2 Tropfen Geschirrspülmittel in jede der Schüsseln.
Beobachtung:
Wenn du das Geschirrspülmittel in die Schüssel gegeben hast, schwimmt der
Pfeffer zum Rand der Schüssel und die Stecknadel geht unter, obwohl sie
vorher auf dem Wasser schwamm.
Erklärung:
Das Wasser hat eine Oberflächenspannung, die es erst ermöglicht, dass das
Wasser einzelne Tropfen bilden kann, die nicht auseinander laufen. Das Wasser
hat also eine Haut. Wenn dann das Spülmittel ins Wasser kommt, wird diese
Spannung zerstört und die Wasserhaut zerreißt. Deshalb geht die Nadel unter,
sie kann nicht mehr auf der Haut liegen. Der Pfeffer wird durch die aufreißende Wasserhaut wie durch eine Welle an den Rand gespült.
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3 Wärme
3.1 Elektrische Heizung
Material:
- Flachbatterie (neue Batterie oder zwei Batterien in Reihe geschaltet)
- Alufolie
- Holzbrett (aus Weichholz, oder ein Korkbrett)
- 2 Heftzwecken aus Metall (ohne Plastik)
- 2 Kabel mit Krokodilklemmen
Versuchsablauf:
1. Drücke die Heftzwecken im Abstand von ca. 4 cm in das Brett.
2. Verbinde die Drähte wie in der Abbildung.
3. Lege einen dünnen Streifen Alufolie auf die Heftzwecken.
Beobachtung:
Der Alustreifen und die Heftzwecken werden heiß.
Erklärung:
Durch den Alustreifen fließt Strom. Ein Teil des Stromes wird in Wärme
umgewandelt. Je schmaler der Streifen ist, desto mehr wird der Stromfluss
erschwert, desto höher ist also der Widerstand und desto stärker wird die
Folie erhitzt. Auch eine Glühlampe wird mit der Zeit warm, wenn sie brennt.
Sicherheitshinweis:
Lass die Alufolie nicht unbeaufsichtigt heiß werden!
Der Versuch belastet die Batterie stark.
Den Versuch auf keinen Fall zu lange oder zu oft durchführen.
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3 Wärme
3.2 Wo ist das Salz im Eisberg?
Material:
- Kunststoffbecher
- Wasser
- Tinte oder Lebensmittelfarbe
Versuchsablauf:
1. Fülle den Becher 3/4 voll mit Wasser und färbe dieses Wasser
mit Tinte oder Lebensmittelfarbe.
2. Dann stellst du den Becher über Nacht in den Gefrierschrank.
Beobachtung:
Am nächsten Tag füllt das Eis fast den ganzen Becher aus. Es nimmt deutlich
mehr Raum ein als das Wasser. Außerdem ist es außen weiß und alle Farbe hat
sich in der Mitte gesammelt.
Erklärung:
Im Eis sind die einzelnen Wasserteilchen, Moleküle genannt, weiter voneinander
entfernt als im flüssigen Wasser. Deshalb benötigt Eis aus einer bestimmten
Menge Wasser mehr Platz als Wasser im flüssigem Zustand. Die Moleküle
sortieren sich in ein festes Kristallgitter. Darin ist kein Platz für andere
Bestandteile wie Farbe oder eben Salz. Diese werden „weggedrängt“. In dem
Becher landen sie dann in der Mitte, weil das Wasser von außen nach innen
friert und die Farbe verdrängt wird. Im Meer wird das Salz in das flüssige
Wasser „gedrängt“. Eisberge sind also gefrorenes Süßwasser.
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4 Sonne
4.1 Ein Regenbogen im Zimmer
Material:
- Sonnenschein
- 1 kleiner Spiegel
- 1 durchsichtige Schüssel (Plastik oder Glas) mit Wasser
Versuchsablauf:
1. Nimm den kleinen Spiegel und versuche, am Fenster das Sonnenlicht
an eine weiße Wand oder an die Zimmerdecke zu spiegeln.
Sieh dabei nicht in den Spiegel oder in die Sonne.
2. Stelle die Schüssel ans Fenster.
3. Fülle die Schüssel mit Wasser. Sie sollte so hoch mit Wasser gefüllt sein,
dass der Spiegel schräg hineintauchen kann.
4. Stelle den Spiegel schräg ins Wasser, sodass das Sonnenlicht wieder
an die Wand oder die Zimmerdecke gespiegelt wird.
5. Warte bis das Wasser in der Schüssel sich nicht mehr bewegt.
Beobachtung:
Ohne Wasser erscheint ein heller Lichtfleck an der Wand oder der Zimmerdecke. Wenn du den Spiegel drehst oder kippst, kannst du den Lichtfleck fast
an jede Stelle im Zimmer spiegeln. Steht der Spiegel im Wasser, ist der
Lichtfleck bunt wie ein Regenbogen.
Erklärung:
Licht ist hell. Mit dem Spiegel kannst du die Lichtstrahlen, die von der Sonne
ins Zimmer scheinen, umlenken und so einen hellen Fleck an die Wand werfen.
Licht ist aber nicht einfach nur hell, es besteht eigentlich aus ganz vielen
Farben. Wir können sie nur normalerweise nicht sehen. Wasser kann Licht in
seine einzelnen Farben trennen. Gehen die Lichtstrahlen erst durch das
Wasser, kannst du dann an der Wand alle diese Farben erkennen. Das liegt an
der Brechung des Lichts, die auch für die Farben des Regenbogens
verantwortlich ist.
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4 Sonne
4.2 Sonnen-Backofen
Material:
- eine Schüssel
- Alufolie
- Klarsichtfolie
- Schokoladenstück
- Bananenscheibe
- Sonnenschein
Versuchsablauf:
1. Kleide die Schüssel mit Alufolie aus.
2. Lege eine Bananenscheibe und darauf ein Stück Schokolade in die Schüssel.
3. Decke die Schüssel mit der Klarsichtfolie ab.
4. Stelle nun die Schüssel in die Sonne, richte sie aus, damit die Sonnenstrahlen
gleichmäßig einfallen.
5. Warte, bis die Schokolade schmilzt.
Beobachtung:
Die Bananenscheibe wird weich und das Stück Schokolade schmilzt.
Erklärung:
Wenn die Sonnenstrahlen in die Schüssel fallen, werden Sie durch die Alufolie
gebündelt. Dadurch entsteht starke Wärme in der Schüssel. So ähnlich wie bei
Gewächshäusern verhindert die Klarsichtfolie, dass die Wärme abgegeben wird.
Durch die so angestaute Wärme wird die Bananenscheibe weich und das Stück
Schokolade schmilzt.
26
5 Weitere
Experimente
5.1 Kleiderbügel als Kirchenglocke
Material:
- Kleiderbügel aus Draht
- 2 Schnüre (jeweils etwa 50 cm lang)
- 1 Bleistift
- 1 Hilfsperson
Versuchsablauf:
1. Knote an der langen Seite des Kleiderbügels an jedes Ende
eine Schnur.
2. Halte mit jeder Hand jeweils ein Ende der Schnüre fest und
lass den Bügel daran hängen.
3. Bitte nun die Hilfsperson, mit dem Bleistift leicht an den Bügel
zu klopfen.
4. Jetzt legst du die Schnurenden über deine Daumen.
Halte deine Daumen so, dass die Schnurenden deine Ohren
berühren.
5. Beuge dich etwas nach vorne und lass den Bügel frei hängen.
6. Der Helfer klopft nun wieder mit dem Bleistift leicht an den
Bügel.
Beobachtung:
Der Kleiderbügel macht zunächst einen leisen metallischen Ton. Wenn du die
Schnüre direkt an deine Ohren hältst, hört sich der Ton viel lauter an. Der
Kleiderbügel klingt fast wie eine Kirchenglocke.
Erklärung:
Die Töne und Geräusche, die du hörst, trägt die Luft zu deinen Ohren.
Auf dem Weg durch die Luft wird der Ton aber viel leiser und je weiter du von
dem Ort entfernt bist, also je weiter die Luft den Ton tragen muss, umso leiser
wird der Ton. Die Schnüre leiten den Ton direkt über die Daumen an dein Ohr,
ohne die Luft. Deshalb hörst du den Ton ganz laut. Das funktioniert auch bei
Dosentelefonen.
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Experimente
5.2 Laute Töne aus dem Karton
Material:
- 1 fingerdicker, elastischer Stock (z.B. Weidenrute), ca. 1 - 1,5 m lang
- 1 kräftige Schnur (Paketschnur oder Maurerschnur), ca. 2 m lang
- 1 großer, stabiler Pappkarton
- 1 Hilfsperson
Versuchsablauf:
1. Knote die Schnur an einem Ende des Stockes fest.
2. Bitte dann die Hilfsperson, den Stock zu einem Bogen zu biegen.
3. Binde nun die Schnur am anderen Ende des Stockes fest.
Die Schnur soll straff gespannt sein!
4. Halte den Bogen in der Luft mit einer Hand fest.
5. Zupfe mit dem Finger der anderen Hand mal leicht und mal kräftig
an der Schnur.
6. Drücke ein Ende des Bogens fest auf den Karton und zupfe wieder
an der Schnur, mal leicht und mal kräftig.
Beobachtung:
Wenn du an der Schnur zupfst, macht sie einen tiefen, aber leisen Ton. Stellst
du den Bogen auf den Pappkarton, wird der Ton viel lauter.
Erklärung:
Beim Zupfen schwingt die Schnur ein kurzes Stück ganz schnell hin und her.
Dann siehst du die Schnur etwas verschwommen. Durch das Schwingen erzeugt
die Schnur einen tiefen Ton. Stellst du den Bogen auf einen Pappkarton,
schwingt nicht nur die Schnur, sondern auch der Pappkarton. Dadurch wird der
Ton lauter. Die Schur ist hierbei der Schwingkörper, der Karton der Resonanzkörper.
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Experimente
5.3 Kompass-Spiel
Material:
- Kompass
- Magneten
- Schüssel voll Wasser
- mehrere Stecknadeln
Versuchsablauf:
1. Lege den Kompass in die Schüssel voll Wasser. Warte dann,
bis der Kompass ruhig im Wasser liegt und seine Position hält.
2. Reibe die Stecknadel am Magneten. Die Stecknadel wird magnetisiert.
3. Mit der magnetisierten Stecknadel kannst du den Kompass in eine andere
Richtung bewegen.
Beobachtung:
Der Kompass dreht sich in die Richtung der Nadel.
Erklärung:
Ein Kompass zeigt immer in Richtung Nordpol, aufgrund des natürlichen
Magnetfeldes der Erde. Jedoch kann die Richtung durch Magnete
(magnetisierte Stecknadel) beeinflusst und damit verfälscht werden.
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Experimente
5.4 Feuerlöscher
Material:
- 1 Teelicht
- Streichhölzer
- Wasser
- 1 Glas
- Brausetabletten
Versuchsablauf:
1. Setze das Teelicht auf die Wasseroberfläche eines
etwa halb gefüllten Glases.
2. Bitte zünde das Teelicht nun an.
3. Lasse jetzt vorsichtig eine, eventuell auch noch eine zweite
Brausetablette vorsichtig neben dem Teelicht in das Wasser gleiten.
Beobachtung:
Nachdem die Brausetablette ins Wasser geworfen wurde, geht die Kerze nach
einer Weile aus.
Erklärung:
Die Brausetablette löst sich auf und produziert dabei das Gas Kohlendioxid.
Dieses Gas steigt auf und verdrängt den Sauerstoff. Der Sauerstoffanteil der
Luft wird immer geringer. Die Kerze braucht jedoch einen bestimmten Anteil an
Sauerstoff zum Brennen und geht deshalb aus, wenn dieser unterschritten
wird.
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Experimente
5.5 Vulkanausbruch
Material:
- 1 große Schüssel
- 1 kleine Flasche
- 1 kleiner Krug/Gießer
- Trichter
- Essig
- Sand
- Natron (Backpulver)
- rote Lebensmittelfarbe
- Spülmittel
Versuchsablauf:
1. Baue dir in der Schüssel einen Vulkankegel aus Sand.
2. In dessen Mitte vergräbst du die kleine Flasche,
sodass die Öffnung noch herausschaut.
3. Jetzt füllst du mithilfe des Trichters Natron in die Flasche.
4. In den Krug oder Gießer (z.B. für Kaffeesahne) füllst du Essig,
färbst ihn mit roter Lebensmittelfarbe ein und gibst noch
ein paar Tropfen Spülmittel hinzu.
5. Fülle diese Mischung in die Flasche im Sand.
Tipp: Wenn die Flaschenöffnung zu klein ist, nimm den Trichter zu Hilfe!
Achtung: Es passiert sofort etwas! Dein Vulkan bricht aus!
Beobachtung:
Nachdem die Mischung in die Öffnung der Flasche gefüllt wurde, bricht der
Vulkan aus.
Erklärung:
Das Natron in der Flasche und die Mischung aus Essig, roter Lebensmittelfarbe
und Spülmittel reagieren zusammen. Es entsteht Kohlendioxid, wenn Natron und
Essig miteinander reagieren, Dadurch bricht der Vulkan aus.
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6 Quellen
Arndt, Judith/Michel, Christoph
Der Kinder Brockhaus. Erste Experimente für kleine Forscher
Brockhaus in der Wissenmedia, 2008
ISBN 3-7653-3371-9
Experimente:
- Entweder Luft oder Wasser
- Die Flaschenorgel
- Kleiderbügel als Kirchenglocke
- Laute Töne aus dem Karton
- Ein starkes Kissen aus Luft
- Ein Regenbogen im Zimmer
- Die silberne Luftblase
Gruß, Andrea/Hänsler, Ute
Willi Wills Wissen
Wie kommt das Wasser in den Hahn?
Baumhaus Verlag, 2007
ISBN 3833927208
Experimente:
- Verrückte Lupe
- Wasser stürzt von der Höhe
Hibon, Mireille/Niggemeyer, Elisabeth
Spielzeug Physik.
Luchterhand, 1998
ISBN 3407560516
Experimente:
- Kompass-Spiel
- Eine Wasserlupe erfinden
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6 Quellen
Stuchtey, Sonja
Das große Forscherbuch für Kinder:
Experimente und Spiele zum Entdecken der Naturwissenschaften
Arena Verlag, 2008
ISBN 3401090976
Experimente:
- Farben trennen
- Tauchendes Taschentuch
- Seifenblasen fangen
- Feuerlöscher
- Wo ist das Salz im Eisberg?
- Vulkanausbruch
Kaiser, Astrid/Mannel, Susanne
Chemie in der Grundschule
Schneider Verlag Hohengehren GmbH , 2004
ISBN 3896767666
Experimente:
- Färben mit Bonbons
- Ein Kartentrick?
- Ein Fahrstuhl für die Kerze
- Gläserfreundschaft
- Spülmittel mit Zauberkraft
Wolthaus, Petra
Experimentieren mit Albert
Band 2: Experimente mit Strom
EMA Verlag Dr. Hans-Dieter Höhnk, 2005
ISBN 978-3-9806348-5-4
Experiment:
- Elektrische Heizung
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7 Impressum
Projektleitung:
Prof. Dr. Gudrun Falkner, Fachhochschule Stralsund
Projektkoordination:
Silke Krumrey, Fachhochschule Stralsund
Recherche der Experimente:
Michael Kobernuß, Fachhochschule Stralsund
Experimenttester/-innen:
alle Energy Kids Stralsund und die Studierenden
Katharina Bischoff, Sandra Jeschke, Birte Pagels,
Michael Kobernuß, Lars Geufke
Layout, Grafikdesign & Redaktion:
Birke Sander, Fachhochschule Stralsund
Wissenschaftliches Lektorat:
Sigrid Brunzel, Fachhochschule Stralsund
Folgende Förderer unterstützten das Projekt Energy Kids Stralsund:
Fachhochschule Stralsund,
E.ON Edis AG,
Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur M-V
Weitere Informationen:
energy-kids.fh-stralsund.de
Oktober 2010
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