Haus der kleinen Forscher

Haus der kleinen Forscher
Newsletter 03-2015
13.12.2015
Thema: Wasser
Experimente vom 10.09.2015 – 26.11.2015
Diese Kinder nahmen an Haus der kleinen Forscher – Thema Wasser - teil:
Mäusegruppe:
Grashüpfergruppe:
Bärengruppe:
Bekir
Till
Jonas
Jasmin
Petra
Jessika
Jakob
Leo
Marvin
Jana
Anastasia
Julian
Justus
(Paul)
Ronja
Colin
Heja
Zu folgenden Themen wurde mit den Kindern experimentiert:
1. Vorstellen des Themas Wasser
Wo finden wir überall Wasser? – Wofür benötigen wir Wasser?
Wo finden wir überall Wasser im Kindergarten?
1
Die Kinder machen Fotos von ihrem gefundenen Wasser; die Fotos werden aufgehängt.
Die Kinder finden Wasser in Küche, Badezimmer, Toilette, Garten, in der Gruppe…und fotografieren
ihre Ideen. ( z.B. Wasserflasche, Wasserhahn, Toilette, Gartenteich…s. Fotos)
2. Experiment: Ein Versuch mit Gummibärchen
Material: Wasser
Gummibärchen
Tassen / Gläser
-ein Gummibärchen legen wir in ein Glas mit kaltem Wasser.
-ein zweites Gummibärchen legen wir in eine Tasse mit heißem Wasser.
Was wird passieren? a) im kalten Wasser
b) im heißen Wasser
Was vermutet ihr?
Gibt es einen Unterschied? Auch mit den unterschiedlichen Farben?
Das Gummibärchen im kalten Wasser bleibt unverändert (innerhalb 5 min Beobachtungszeit).
Das Bärchen im heißen Wasser löst sich im Wasser auf. Es bleibt ein klebriger Schleim übrig.
3. verschiedenes Material zum Umfüllen von Wasser ausprobieren / Geräusche mit Wasser machen
Material:
2 große Wannen
Wasser
Kelle
Gießkanne
2
Becher
PET-Flasche
Flasche für Flüssigseife
Schneebesen Spritzen
Pipetten
Schwamm
Gläser
Löffel
Strohhalme
a) Die Kinder können das Material nach freien Ideen ausprobieren:
Gießkanne, Becher, PET-Flasche ausgießen, mit Schneebesen rühren, mit der Kelle schöpfen, mit
dem Schwamm Wasser aufnehmen und wieder ausdrücken, den Spender der Flüssigseife bedienen,
Wasser mit der Spritze aufziehen und wieder herausspritzen, Wasser mit der Pipette aufnehmen und
einzelne Wassertropfen herausdrücken, mit den Löffeln in den Gläsern rühren…
Welche Geräusche könnt ihr erzeugen?
Hört Ihr z.B. patschen, spritzen, plätschern, glucksen, blubbern, tröpfeln, schütten, gießen, füllen,
aufsaugen, sprudeln, fließen, rinnen …
b)Wassermusik:
Material: Gläser, Löffel, Wasser, Strohhalme
Verschiedene Glasbehälter verschieden hoch mit Wasser füllen. Mit einem Löffel vorsichtig
gegengeschlagen, ergibt das verschieden hohe und tiefe Töne.
Blubbermusik: kleine Gläser halb mit Wasser füllen, Strohhalm hineingeben und verschieden stark
hinein pusten.
3
zu a)
Die Kinder entwickeln Ideen, das Wasser mit dem Material aufzunehmen und wieder abzugeben.
Der Umgang mit der Pipette wird erklärt:
Was kommt aus der Pipette heraus?
In der Pipette ist Luft, sie ist nicht leer. Sie muss erst herausgedrückt werden, bevor das Wasser
einströmen kann (wo Luft ist, kann nicht gleichzeitig auch noch Wasser sein). Luft, die
herausgedrückt wird, kann man die Luft an den aufsteigenden Blasen im Wasser gut erkennen.
zu b):
Die Tonhöhe lässt sich verändern, indem wir Wasser in das Glas geben. Je mehr Wasser, desto größer
die Masse und desto geringer die Eigenfrequenz: die Tonhöhe wird im so kleiner, je mehr Wasser in
das Glas kommt. Stellen wir eine Reihe von gleichartigen Gläsern nebeneinander, und füllen jedes
Glas mit einer anderen Menge Wasser, so können wir wie mit einem Musikinstrument Melodien
spielen.
4. Frage an die Kinder: Kann Wasser Berge bilden, was meint ihr?
Experiment: Der wackelige Wasserberg
Material:
Tablett zum Wasserauffangen
Flaschen mit Wasser
Schüsseln
mögl. schmale Gläschen, Reagenzgläser und Ständer
Plastikpipetten alternativ Geldmünzen
Wischtücher
Lupe
Stifte und Papier
4
-kleine Gläser oder Reagenzgläser mit Wasser füllen (wichtig: das Glas soll bis zum Rand gefüllt sein)
-bei den Gläsern nach und nach Münzenvorsichtig in das Wasser legen; bei den Reagenzgläsern mit
einer Pipette Tropfen für Tropfen Wasser zugeben.
-erst Umgang mit der Pipette üben
Was kommt aus der Pipette heraus? In der Pipette ist Luft, sie ist nicht leer. Sie muss erst
herausgedrückt werden, bevor das Wasser einströmen kann (wo Luft ist, kann nicht gleichzeitig auch
noch Wasser sein). Luft, die herausgedrückt wird, kann man die Luft an den aufsteigenden Blasen im
Wasser gut erkennen.
Läuft das Wasser über – wann läuft das Wasser über? Je höher der Wasserstand im Gläschen steigt,
desto vorsichtiger sollte man arbeiten.
Was siehst du? Wie sieht die Wasseroberfläche aus, auch wenn das Glas schon randvoll ist? Kann
Wasser Berge bilden? Gut hinschauen, wenn der Wasserspiegel sich dem Glasrandnähert. Gut den
Rand beobachten und seitlich schauen. Macht den Berg so hoch wie möglich.
Könnt ihr die Wasserteilchen sehen? Benutzt eine Lupe.
c) Die Kinder malen den wackeligen Wasserberg.
Der Wasserspiegel steigt, je mehr Wasser in das kleine Gefäß pipettiert wird und erreicht dessen
oberen Rand. Wird weiterhin vorsichtig Wasser ins Gefäß getropft (bzw. Münzen vorsichtig
hineingelegt), wölbt sich die Wasseroberfläche in der Mitte nach oben und es entsteht der wackelige
Wasserberg. Die Wölbung ist nicht unendlich möglich, irgendwann reißt die Wasseroberfläche und
das Wasser fließt über den Glasrand.
Die sogenannte Oberflächenspannung sorgt dafür, dass die Wasseroberfläche eine Art "Haut" bildet,
weil sich die einzelnen Wasserteilchen (die man mit dem Auge nicht erkennen kann) gegenseitig
festhalten. Diese Haut hält das Wasser solange zusammen, bis ein bestimmter Druck im Inneren der
Wasserblase diese platzen lässt. Je kleiner der Durchmesser der Gefäße, desto besser ist der
Wasserberg zu erkennen.
Hintergrund:
Wichtigste Eigenschaft des Wassers:
Wasser besteht aus ganz vielen sehr kleinen Teilchen, die man mit dem Auge nicht erkennen kann.
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Diese Wasserteilchen oder Wassermoleküle lagern sich aneinander und halten sich gegenseitig fest.
Deshalb bildet sich eine Wasserhaut, die den beobachteten Wasserberg ermöglicht.
Wasser ist ein Dipol (2 Wasserstoffatome: positiv geladen und ein Sauerstoffatom: negativ geladen).
Ein positiver Pol legt sich in die Nähe eines negativen Pols eines anderen Wassermoleküls; es bilden
sich sogenannte Wasserstoffbrücken.
Erklärung für Kinder:
Kinder sind Wasserteilchen, die sich im Kreis an den Händen festhalten. Sie beugen sich nach
hinten(= wollen den Rand herunterfließen); die benachbarten Kinder halten sie fest, sodass sie nicht
umkippen können. Wenn der Wasserberg so hoch geworden ist, dass die Wasserteilchen nicht mehr
genug Kraft haben, sich festzuhalten, müssen sie sich aus dem Griff der benachbarten Kinder lösen –
die Wasserteilchen fließen jetzt am Rand herunter.
5. Frage an die Kinder: Kennt ihr Tiere, die über das Wasser laufen können? Warum gehen Insekten /
Wasserläufer nicht unter?
a)Experiment zur Oberflächenspannung: schwimmende Büroklammer
Material: flacher Teller, Büroklammer, Klopapier (einzelne Lagen), Wasser
Stellt Euch vor, die Büroklammern sind unsere Wasserläufer. Ob sie wohl auf der Wasseroberfläche
bleiben? Kann eine Büroklammer schwimmen?
Wir nehmen eine einzige dünne Lage des Klopapiers und legen sie vorsichtig, ohne das Wasser mit
dem Finger zu berühren auf die Wasseroberfläche. Sie sollte flach aufliegen. Nun legen wir die
Büroklammer vorsichtig auf das Taschentuch. Dabei darf man die Wasseroberfläche ebenfalls nicht
berühren. Was wird geschehen?
b)Experiment: Spülmittel als Bootsmotor
Material: flacher Teller, ein Stück Papier (optional in Bootsform) Wasser, Spüli (wir benutzen unsere
Teller mit den schwimmenden Büroklammern)
Wir legen unser Papierboot vorsichtig auf die Wasseroberfläche, ohne sie zu berühren (nahe des
Tellerrandes). Dann geben wir einen Tropfen Spüli hinter das Papierboot.
Was sehen wir? Was passiert mit unserem Papierboot? Was passiert mit unserer schwimmenden
Büroklammer?
Warum ist das so? Was macht ein seifiger Stoff mit den Wasserteilchen?
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zu a):
Die Kinder lassen die Büroklammern zunächst einfach nur ins Wasser fallen. Sie gehen unter. Bei
nassen Fingern und nasser Büroklammer ziehen sich die Wasserteilchen auch gegenseitig an. Die
Büroklammer klebt am Finger und wird mit diesem beim Auflegen in die Tiefe
gezogen.(Normalerweise hat Metall auch eine höhere Dichte als Wasser und geht daher unter.)
Wir nehmen das Klopapier zu Hilfe. Wenn alles klappt, wird das Klopapier allmählich untergehen, da
es sich mit Wasser vollsaugt und zu schwer für die Wasseroberfläche ist. Aber die Büroklammern
bleiben auf der Wasseroberfläche liegen. Die sogenannte Oberflächenspannung bildet eine Art Haut
auf der Wasseroberfläche, die stark genug ist, die Büroklammer zu tragen.
Der Grund ist, dass sich die Wassermoleküle aneinander festhalten. Man nennt diesen Effekt
Oberflächenspannung. Die „Wasserhaut“ trägt auch Dinge, die schwerer sind als Wasser (vgl.:
schwerer Gegenstand in verschränkten Händen. Ist der Gegenstand zu schwer, drücken die Hände
auseinander).
Auf Grund der Oberflächenspannung können sich Wasserläufer fortbewegen und gehen nicht unter.
zu b):
Aufgrund der Oberflächenspannung wird das Papierboot nicht versinken. Wenn wir nun einige
Tropfen Spülmittel in die Nähe unseres Papierbootes tropfen, wird das Boot „angetrieben“ und fährt
los. Das Spülmittel zerstört die Oberflächenspannung des Wassers. Das Aufreißen der "Wasserhaut"
führt dazu, dass das Wasser sich zurückzieht. Das zurückziehende Wasser versetzt dem Boot einen
Bewegungsimpuls.
Ein weiterer Effekt: Gelangt nun ein seifiger Stoff (Spüli) zwischen die Wasserteilchen, können diese
sich nicht mehr so gut aneinander festhalten, die Oberflächenspannung wird zerstört und die
Büroklammer geht sofort unter. Bei manchen Kindern geht aufgrund des Fehlens der
Oberflächenspannung das Papierboot im Wasser unter. Das hängt natürlich auch mit der Menge an
Spülmittel und dessen Verteilung im Wasser zusammen. Der Versuch wird nicht ein weiteres Mal
funktionieren, da die Oberflächenspannung weitgehend zerstört ist.
6. Wer hat schon mal im Meer gebadet oder Wasser ins Gesicht bekommen und weiß, wie das
Wasser schmeckt?
Wer hat schon mal Tee mit Zucker getrunken? Wie schmeckt er?
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a) Experiment: Sand im Wasser
Material:
Gläser (für Wasser, für Sand)
warmes Wasser
Esslöffel und Teelöffel zum Abmessen und Umrühren
In Wasser gewaschener Sand
Klebestreifen
- ein Glas wird mit warmen Wasser gefüllt (mindesten halb voll)
-Wasserstand mit Klebeband markieren
-in das Glas 1 Esslöffel Sand geben und gut umrühren
Was passiert? Vermutungen der Kinder notieren!
Verändert sich der Wasserspiegel, wenn man Sand in das Wasser schüttet?
Die Kinder überprüfen ihre Vermutung und geben den Sand ins Wasser und rühren gut um.
b) Experiment: Salz und Zucker im Wasser
Material:
Gläser (für Wasser, für Salz, für Zucker)
warmes Wasser
Esslöffel und Teelöffel zum Abmessen und Umrühren
Zucker und Salz
Lupe
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-2 Gläser werden mit warmen Wasser gefüllt (mindesten halb voll)
-in ein Glas 1 Esslöffel Salz, in das andere 1 Esslöffel Zucker geben und gut umrühren
Was passiert?
Steigt der Wasserspiegel, wenn man die gleiche Menge Salz / Zucker wie zuvor Sand ins Wasser gibt?
Kinder überprüfen ihre Vermutung und geben dafür Salz / Zucker ins Wasser und rühren gut um.
Wenn das Salz/ Zucker aufgelöst ist, beider Gläser neben das Sandglas stellen und Wasserstände
vergleichen.
Wo ist das Salz/ der Zucker geblieben? Schaut mit der Lupe nach, wo es /er geblieben ist.
Sieht man Unterschiede zwischen dem Wasser in den Gläsern – mit dem Auge, mit der Lupe?
Wie fühlt sich das Wasser an? Merkt man Unterschiede bei dem Wasser, wenn man den Finger
hineinsteckt?
Merkt man Unterschiede, wenn man den Finger ableckt?
zu a):
Sand löst sich nicht in Wasser auf, sondern erhöht den Wasserspiegel durch Wasserverdrängung. Er
schubst das Wasser weg und es entweicht nach oben. Sandteilchen sind fest miteinander verbunden,
sodass Wasser sie nicht trennen kann. Sie sind zu groß, um zwischen die Hohlräume des Wassers zu
passen. Deshalb ist hier der Wasserstand erhöht.
zu b):
Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel. Die Kinder erfahren, dass in einem Glas eine große
Menge Salz / Zucker aufgelöst werden kann; die gleiche Menge Sand wird jedoch nicht gelöst.
Salz und Zucker lösen sich in Wasser einfach auf. Aber ganz weg sind Salz und Zucker offensichtlich
nicht, denn man schmeckt sie ja noch im Wasser.
Salz und Zucker lösen sich schnell im warmen Wasser auf und verändert den Wasserspiegel nicht
(mit unserer zugegebenen Menge).
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Das Salzkorn besteht aus vielen kleinen Salzteilchen. Kommt ein Salzkörnchen mit Wasser in Kontakt,
bröckeln kleine Salzteilchen vom Salzkorn ab. Das Wasser hat Hohlräume oder Lücken, in die die
kleinen aufgelösten Salzteilchen genau hineinpassen. (vgl.: Hochhaus mit vielen Wohnungen ->
Menschen rein, das Haus wird davon nicht größer; man sieht nicht, ob Menschen in der Wohnung
sind oder nicht). Der Wasserspiegel bleibt gleich. Man kann nicht sehen, dass Salzteilchen sich im
Wasser verstecken auch nicht mit einer Lupe.
Das Kochsalzkristall besteht aus Natrium +geladen und Chlorid –geladenen Teilchen (Ionen). Das
führt dazu, dass sich die Ionen anziehen und sich deshalb in charakteristischer Form zu einem Kristall
anordnen. Auch Wassermoleküle tragen unterschiedliche Teilladungen (Wasserstoff +geladen;
Sauerstoff-negativ geladen). Deshalb wechselwirken sie auch mit den Ionen im Salzkristall und
können es dadurch auflösen. Ein Salzkristall löst sich immer von einen Ecke aus auf, weil dort die
genannten Bindungskräfte am schwächsten sind.
Zucker löst sich in Wasser auf. Dabei werden die Teilchen des Zuckers von kleinen Teilchen des
Wassers einzeln in die Mitte genommen. D.h. sie werden vom Wasser gelöst. Wenn alle
Zuckerteilchen vom Wasser umgeben sind, erhält man eine klare, durchsichtige Zuckerlösung.
Mit dem Auge erkennt man keinen Unterschied, mit der Lupe auch nicht. Man kann Süßwasser und
Salzwasser nur am Geschmack unterscheiden.
Daraus resultiert ein neues Experiment auf Grund einer Frage aus Kinderreihe:
Geht das Salz aus dem Wasser eigentlich wieder raus?
Eine Salzlösung in flacher Schale auf die Heizung stellen und die Kinder können nach einiger Zeit
beobachten, wie das Salz wieder ausfällt und auskristallisiert.
7. Experiment:
a)Was meint ihr, was passiert, wenn man Öl ins Wasser gibt? Vermutungen der Kinder notieren.
Material:
Gläser, Glas zum Abfüllen von Öl, Wasser, Öl, Teelöffel
-Gläser mit Wasser füllen
-etwas Speiseöl abfüllen
-mit Löffel einige Tropfen Öl in das Wasser geben
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-umrühren
Was passiert?
Hat sich das Öl im Wassergelöst oder gemischt? Wo befindet sich das Öl im Glas?
b) Experiment:
Vorschlag: Kinder sollen beim Kochen einer Suppe helfen.
Suppe muss gut umgerührt werden, um nicht nur den dünnen oberen Teil der Suppe zu bekommen,
sondern auch Kartoffeln, Möhren, Würstchen etc.
Material:
Becher mit gewaschenem Sand
Wasser
Gefäß für Wasser
Speiseöl
Glas zum Abfüllen von ÖL
Glas mit Schraubdeckel
Teelöffel
-Speiseöl in ein Marmeladenglas (mit Schraubdeckel) schütten (ca. 1 Finger breit)
-Wasser ins Marmeladenglas schütten (2/3 gefüllt)
-4 TL Sand zugeben
-Deckel gut festdrehen und Glas gut schütteln (evtl. mehrmals)
-Glas auf Tisch stellen und beobachten
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Warum schwimmt das Öl oben, obwohl man es zuerst einfüllt?
Was meint ihr, was passiert, wenn man die Suppe gut schüttelt? Vermutungen der Kinder notieren.
Was passiert, wenn das Glas wieder ruhig steht? Beobachtungen der Kinder notieren.
c) Die Kinder malen die Experimente.
zu a):
Wasser und Öl mischen sich nicht und auch die Teilchen des einen werden nicht von den Teilchen des
anderen gelöst. Die einzelnen Öl-und Wasserteilchen sind unterschiedlich aufgebaut und mögen sich
nicht. Sie halten Abstand voneinander. Ölteilchen haben eine wasserabweisende Oberfläche (sie
mögen das Wasser nicht), sodass die Wasserteilchen sie nicht in ihre Mitte nehmen können. Nach
dem Schütteln kapseln sich die Ölteilchen in Form von Kugeln mit einer möglichst kleinen Oberfläche
ein und steigen nach oben. Unter ihresgleichen angekommen, vereinigen sich die Tropfen dann
wieder miteinander. Gleiches mischt sich also immer mit Gleichen!! Ein wichtiges chemisches
Grundprinzip!!
Öl bildet daher auf der Wasseroberfläche eine eigene Schicht, einen Ölfilm; wie z.B. Fettaugen auf
der Suppe. Es schwimmt auf dem Wasser, da es leichter als Wasser ist.
zu b):
Der Sand sinkt im Wasser. Er ist schwerer als Wasser. Das Öl schwimmt auf dem Wasser. Es ist
leichter als Wasser. Öl mischt sich nicht mit dem Wasser und löst sich auch durch Schütteln / Rühren
nicht im Wasser auf.
Sand setzt sich schnell am Gefäßboden ab. Öl, Wasser und die eingeschlossene Luft scheinen sich in
Blasenform zu vereinigen. Nach ein paar Sekunden trennen sich Öl und Wasser; das gelbliche Öl
schwimmt wieder als sichtbare Schicht über dem Wasser.
8.Experiment: Schwimmer oder Nichtschwimmer
Fast täglich sehen Kinder Dinge, die schwimmen oderuntergehen z.B. Entchen in der Badewanne
schwimmt, andere Dinge gehen unter; im Gegensatz dazu treiben im Hafen große Dampfer auf dem
Wasser.
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a)Welche Dinge, die schwimmen kennt ihr?
Die Kinder untersuchen, was schwimmt und was nicht. Dabei suchen sie nach Unterschieden
zwischen Schwimmer und Nichtschwimmern und lernen das Material als eine Eigenschaft kennen,
die darüber entscheidet, ob etwas schwimmen kann oder nicht.
Benötigte Materialien:
durchsichtige Plastikwanne
Wasser
Handtuch
alles was die Einrichtung an kleinen Materialien zu bieten hat (Holz, Stein, Kork, Styropor, Münzen,
Knete, Schlüssel, Wachs, verschiedene Bälle [Tennis, Gummi, Plastik], Kartoffel, mit verschiedenen
Eigenschaften: rund, kugelförmig, eckig, bootsförmig, schwer, leicht, groß, klein, farbig
Die Kinder suchen sich aus dem Gruppenraum beliebige Dinge zusammen. Nun darf ein Kind nach
dem anderen seinen Gegenstand ins Wasser legen. Zuvor stellen sie Überlegungen an, ob der
Gegenstand schwimmt oder sinkt. (Möglichkeit geben, die Gegenstände in Ruhe anzuschauen).
Vermutungen und Gründe notieren!
Wie unterscheiden sich die Schwimmer von den Nichtschwimmern?
Welche Gründe meint ihr, gibt es, ob etwas schwimmt oder nicht?
Welche Eigenschaften sind dafür verantwortlich? Größe, Form, Gewicht, Farbe?
b) Wir erstellen eine Foto-Collage für Schwimmer und Nichtschwimmer
Die Kinder sollen ein Gefühl für Eigenschaften eines Schwimmers entwickeln.
Sie lernen das Material als eine Eigenschaft kennen, die über Schwimmer und Nichtschwimmer
entscheidet.
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Nicht alles, was wie ein Boot aussieht, schwimmt. Nicht alle Gegenstände aus Metall sinken; die
Schraubenmutter sinkt, die Alufolie schwimmt. Der Kieselstein sinkt; der Ytongstein schwimmt.
Dinge, die schwimmen sind oft eher groß oder leicht, wie Schwämme. Dinge, die untergehen sind oft
eher klein oder schwer, wie Steine. Die Farbe hat keinen Einfluss darauf; der rote Plastikball
schwimmt genauso wie der gelbe. Das Material ist von Bedeutung und die Form. Holz kann
schwimmen.
Alle Dinge bestehen aus winzigen Teilchen, dicht beieinander (=hohe Dichte) oder weiter
voneinander entfernt (=geringe Dichte).Ob etwas in Wasser schwimmt, hängt von der Dichte
(=Materialeigenschaft) des Materials und der des Wassers ab. Ein Gegenstand ist umso dichter, je
mehr er wiegt und je weniger Raum er dabei einnimmt. Ist der Gegenstand dichter/weniger dicht als
Wasser, sinkt/schwimmt er. (Dichte=Vergleich Menschen im Bus dichter zusammenrücken).
. . . .
. . . . => Styropor - schwimmt
. . . . . .
. . . . . . => Wasser
……………..
……………… => Stein – sinkt
9.Männeken Piss - Versuch zum Wasserdruck
a) Ein Wasserstrahl aus Regentonne wird mit sinkendem Wasserstand immer dünner.
Habt ihr schon einmal Druck des Wassers beim Tauchen in den Ohren gespürt?
b) Experiment:
Druck steigt mit zunehmender Wassertiefe bzw. mit zunehmender Höhe der Wassersäule. Sticht man
in eine wassergefüllte Plastikflasche ein Loch, ist der Wasserstrahl umso stärker, je näher das Loch
dem Flaschenboden ist. Außerdem fließt Wasser nur dann aus den Löchern, wenn zeitgleich Luft in
die Flasche strömen kann.
Material:
Tesaband / Klebeband
Schere
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Edding (wasserfest)
Pinnwandnagel (Aufsicht!!)
große PET-Flasche mit Schraubdeckel
Trichter
Plastikwanne
Vorratsgefäß mit Wasser
-Banderole von der Flasche entfernen
-Einstichstellen mit Edding kennzeichnen, um sie später wiederzufinden
-mindestens 2 Löcher mit der Pinnwandnadel in die Flasche stechen: 1 Loch knapp über dem Boden;
1 Loch kurz oberhalb der Flaschenmitte
-alle Löcher mit Klebeband abkleben
-Flasche in die Plastikwanne stellen
-Flasche mit Trichter randvoll mit Wasser füllen
-Flasche offen lassen
Aus welchem Loch strömt das Wasser wohl am stärksten heraus, wenn ihr jetzt das Klebeband
abzieht? (1 Kind hält Flasche, 2 Kinder ziehen Klebeband mit einem Ruck ab)
Was passiert, wenn man die Flasche zusammendrückt?
Was passiert, wenn man die Flasche mit dem Deckel verschließt?
Was passiert, wenn man die Flasche mit dem Deckel verschließt und das obere Loch mit dem
Daumen zudrückt?
Vermutungen der Kinder notieren.
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zu b):
Das Wasser strömt aus dem unteren Loch deutlich stärker und weiter heraus als aus dem oberen.
Wenn man die Flasche mit dem Deckel verschließt, wird der untere Strahl erhalten bleiben, aber
durch das obere Loch strömt Luft in die Flasche hinein. Drückt man mit dem Daumen das obere Loch
zu, so wird aus dem verbliebenen Loch bei geschlossenem Deckel auch kein Wasser mehr
herausströmen.
Hintergrund:
Wasser besteht aus vielen kleinen Teilchen, die Gewicht haben. Je mehr Wasserteilchen
übereinander liegen, desto höher ist das Gewicht, das nach unten drückt. (Kinder setzen sich auf
Stuhl übereinander = von Kind zu Kind steigt der Druck). Der Wasserdruck nimmt also mit
zunehmender Wassertiefe zu, und deshalb ist der untere Wasserstrahl stärker als der obere.
Schraubt man die Flasche zu und wird ein Loch abgedeckt, so versiegt der verbleibende Strahl nach
einiger Zeit, weil keine Luft nachströmen kann. In der Flasche entsteht ein Unterdruck, der weiteres
Herausfließen von Wasser verhindert. Um den entstehenden Unterdruck auszugleichen, muss also
Luft in die Flasche hineinströmen können. Befinden sich 2 Löcher in der Flasche, geschieht das immer
am oberen Loch, weil dort ein geringerer Wasserdruck herrscht. Von dort aus steigen Luftblasen in
der Flasche auf. Durch das untere Loch kann dann weiterhin Wasser ausströmen.
Das Gewicht des Wassers spürt man beim Tauchen: Das Trommelfell im Ohr wird durch den
Wasserdruck nach innen gedrückt und erzeugt dabei manchmal sogar ein Knacken.
Damit das Wasser durch lange Wasserleitungen auch bei uns noch mit genügend Druck aus der
Leitung kommt, wird es im oberen Bereich der Wassertürme gelagert, die oft an den höchsten Stellen
der Umgebung stehen.
10. Wart Ihr schon einmal im Schwimmbad? Freund oder Freundin lassen sich im Wasser ganz leicht
tragen, Gegenstände fühlen sich im Wasser viel leichter an.
Experiment:
Materialien:
1 Eimer/große Wanne voll Wasser
1 großer Plastiksack
mehrere schwere Steine
eine Milchpackung
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-mehrere große Steine in den Sack packen.
-den Sack in den Eimer mit dem Wasser stellen
-den Sack langsam aus dem Wasser heben.
Gibt es einen Unterschied zwischen dem Gewicht der Steine im Wasser und außerhalb des Wassers?
Gibt es einen Unterschied zwischen Pflastersteinen und Milchpackungen?
Solange sich der Sack im Wasser befindet, schaffen die Kinder es leicht. Wollen sie die
Steine/Milchtüten weiter anheben (außerhalb des Wasser), wird es schwieriger.
Warum wird Schweres unter Wasser plötzlich leicht? Weil im Wasser Gegenstände nach oben
gedrückt werden. Das „Nach-oben-drücken" erleichtert uns die Arbeit, die Steine aus dem Eimer zu
heben. Das „Nach-oben-Drücken" nennt man auch Auftrieb.
Das Wasser besteht aus vielen, vielen kleinen Wasserteilchen. Wenn etwas in Wasser fällt, dann
möchten sie nicht wirklich Platz machen. Sie drücken dagegen. Das genau ist der Auftrieb. Wegen des
Auftriebs kommt uns vieles im Wasser leichter vor und es können Dinge im Wasser schwimmen.
11. Experiment: Ein Bierdeckel, ein Glas Wasser und die spannende Frage, warum wir nicht nass
werden
Material:
Glas oder Becher
Bierdeckel
Wasser
Plastikwanne
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Ein Glas wird so voll wie möglich (die Oberflächenspannung macht sogar einen kleinen "Berg"
möglich) mit normalem Leitungswasser gefüllt. Nun legen wir einen Bierdeckel aus Pappe (kein Glas,
Plastik oder Holz!) vorsichtig auf das Glas obenauf.
Dann wird das Glas so wie es ist um 180° gedreht. Wer sicher gehen
will, das nichts schief geht, hält mit der einen Hand das Glas, mit der
anderen Hand wird der Deckel auf das Glas gedrückt , dann das ganze
um 180° gedreht und der Deckel dann erst losgelassen. Wer noch
sicherer gehen will, macht den Versuch im Freien, über der Badewanne
oder über einer Schüssel.
Was meint ihr, was passiert?
Was meint ihr, warum funktioniert es manchmal, manchmal nicht?
Dreht man das Glas mit Wasser um und lässt dann den Bierdeckel los, kann man etwas Besonderes
beobachten: Es läuft ein kleines bisschen Wasser heraus – jedoch ohne, dass Luft in das Glas strömt!
Genau das ist der Trick: Die kleine Menge Wasser, die herausläuft, reicht aus, um im Glas einen
geringen Unterdruck gegenüber dem Außendruck zu erzeugen – und gegen diesen Unterdruck drückt
der Luftdruck den Bierdeckel gegen das Glas.
Doch ohne die Oberflächenspannung des Wassers könnte der Trick nicht funktionieren: Sie
verhindert, dass das Wasser durch den dünnen Spalt zwischen Bierdeckel und Glasrand herauslaufen
kann. Ein gewöhnlicher Bierdeckel haftet so stark am Glas, dass man es sogar schief halten kann. Am
sichersten ist es aber, wenn man das Glas senkrecht hält: Dann ist der Druck rund um die
Trinköffnung gleich und das Wasser kann nicht auslaufen.
Der Bierdeckel schließt das Glas luftdicht ab. Es kann also keine Luft in das Glas beim Umdrehen
gelangen. In der Praxis zeigt sich, dass einige wenige Luftbläschen aufsteigen, also ganz luftdicht ist
diese Anordnung doch nicht. Daher kann man diesen Versuch nicht ewig machen, irgendwann fällt
der Deckel ab und das Wasser schießt heraus.
Was passiert?
2 Arten von Kräften wirken zusammen und bewirken, dass der Verschluss an der Öffnung haften
bleibt und diese verschließt.
a) Wasserteilchen halten sich gegenseitig und auch den Papierverschluss fest
b) Teilchen aus der Luft drücken den Verschluss auf die Öffnung des Glases (Luftdruck)
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12. Experiment: Flaschentornado
Material:
•1Flasche
•Wasser
•Plastikwanne
- die Flasche wird mit Wasser gefüllt
- die Flasche wird über der Plastikwanne einfach umgedreht (Öffnung senkrecht nach unten)
- wer schafft am schnellsten, die Flasche auszuleeren?
a)Was passiert?
b)Was müsst ihr tun, damit die Flasche möglichst schnell leer wird?
c)Was hat derjenige gemacht, der am schnellsten die Flasche entleert hat?
d)Schaut Euch den Flaschentornado an. Was kann man beobachten?
Wenn man die Flasche einfach nur umdreht, dann dauert es recht lange, bis sie leer ist. Man
merkt, dass es „gluckert“.
Flaschentornado:
Wenn man das Wasser in der Flasche kreisen (rotieren)lässt und ein Wirbel entsteht, fließt das
Wasser ganz schnell ab. Das liegt daran, dass durch das Rotieren die Wassermenge in der Flasche an
den Rand gedrängt wird (Zentrifugalkraft), sodass in der Mitte ein „Luftkanal“ entsteht, durch den
die Luft von unten im Flaschentornado nach oben ( im Flaschentornado) gelangen kann.
Gleichzeitig kann so das Wasser schneller nach unten (im Flaschentornado) abfließen. Anfangs –
ohne Rotieren –fließt kaum Wasser aus der oberen in die untere Flasche und es „gluckert“. Das
liegt daran, dass der Luftdruck der unteren Flasche von unten gegen das Wasser drückt. Wenn
einzelne Luftblasen in der oberen Flasche aufzusteigen, „gluckert“ es und gleichzeitig kann ein
bisschen Wasser abfließen. So dauert es aber viel länger, bis die (obere) Flasche leer ist. Der
Trick ist, das Wasser in der Flasche rotieren zu lassen, sodass in der Mitte ein Luftkanal
entsteht. Dann geht es sehr schnell.
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