INHALTSVERZEICHNIS PHYSIK-VERSUCHE MIT HINTERGRUNDWISSEN

Transkript

1 INHALTSVERZEICHNIS PHYSIK-VERSUCHE MIT HINTERGRUNDWISSEN A Weiße Blüten farbig machen / Kapillarität Super-Seifenblasenlauge / Oberflächenspannung Eiswürfel fischen / Gefrierpunkt Ein Ei kann schwimmen / Schwimmen, Schweben Die magischen Flaschen / Wärmeströmung Hintergrundwissen Flüssigkeiten - Kennzeichen - Kapillarität - Oberflächenspannung - Gefrierpunkt (Erstarrungstemperatur) - Schwimmen, Schweben

2 PHYSIK / KAPILLARITÄT WEISSE BLÜTEN FARBIG MACHEN Was brauchst du? Schnittblumen mit weißen Blüten 1 (durchsichtige) Blumenvase /1 Trinkglas mit Wasser Farbige Tinte So gehst du vor: 1. Lege die frisch angeschnittenen Blumen bereit! 2. Gib einige Tropfen Tinte in das Blumenwasser! 3. Rühre um, bis sich die Farbe gleichmäßig verteilt hat! 4. Stelle die Blumen in das gefärbte Wasser und lass alles 24 Stunden an einem hellen Ort stehen! Tipps und Tricks: Weiße Nelken oder Levkojen sind besonders gut geeignet. Probiere ruhig mehrere Gläser mit verschiedenen Farben aus und versuche es mit unterschiedlichen Blumensorten! Was passiert? Es dauert einige Stunden, bis die Blüten beginnen, sich zu verfärben. Wenn du genau hinsiehst (vielleicht mit Hilfe einer Lupe), dann kannst du erkennen, dass zuerst einige größere Äderchen in den Blüten farbig werden, bis schließlich ein Netz von farbigen Äderchen die Blüten durchzieht. Die Blüten haben jetzt die Farbe des Blumenwassers angenommen. Auch die grünen Blätter verfärben sich, was sehr gut bei roter, blauer und schwarzer Tinte zu beobachten ist. Warum ist das so? Obwohl Schnittblumen keine Wurzeln mehr haben, sind sie nicht tot. Sie können nach dem Abschneiden durchaus mehrere Tage weiterleben, sogar ihre Knospen öffnen und blühen, je nach Pflanzenart und Alter. Um weiterleben zu können, brauchen sie genügend Wasser, damit sie nicht austrocknen. Das Wasser transportieren sie in winzigen, sehr engen Röhrchen, den so genannten Kapillaren, nach oben. Sie sind dünner als ein menschliches Haar. Das Wasser wird in diesen Kapillaren wie in einem Trinkhalm regelrecht nach oben gesogen. Es steigt von sich aus schon umso höher, je dünner die Kapillaren sind. Ein zusätzlicher Sog entsteht dadurch, dass über die Blätter Wasser verdunstet. Das Experiment ist also der Beweis dafür, dass das Wasser durch die ganze Pflanze bis in die Spitzen wandert

3 Praktische Durchführung Medien: Blume mit weißen Blüten Trinkglas oder Vase Farbige Tinte Lupe Ziele: Wortschatzerweiterung Konzentrationsförderung Sachwissen erweitern Bezug zur Natur herstellen Organisation: Gesamtgruppe Gruppenraum Stuhl/Polsterkreis Motivation / Einstiegsphase: Die Kindergartenpädagogin legt alle Materialien in die Mitte und bespricht sie mit den Kindern. (Gläser, Tinte, Lupe, Blumen) Hauptteil / Vermittlungsphase: Drei Kinder dürfen in die drei Gläser, die in der Mitte stehen, drei verschiedene Farben geben. Die Tinten werden mit Hilfe einer Schere aufgeschnitten und der Inhalt ins Wasser geleert. Nun darf jedes Kind eine weiße Blume in ein großes Glas geben. Danach werden die Gläser auf ein Kästchen gestellt, sodass die Kinder es beobachten können. Abschließend wird erklärt, dass alle bis morgen warten müssen. Erst dann kann man sehen, wie sich die Blumen färben. Abschluss / Ausklangsphase: Die Medien werden mit den Kindern zusammengeräumt. Den Kindern wird erklärt, dass die Farbe in der Blume erst am nächsten Tag sichtbar ist, da die Blume das Wasser zuerst aufnehmen muss. Am nächsten Tag: Die Blumen werden vom Kästchen geholt und es wird genau betrachtet, was über Nacht geschehen ist. Dafür können auch Lupen verwendet werden. Zum Vergleich kann eine noch weiße Blume mitgebracht werden. Die Blume braucht Wasser. Wir haben Farbe ins Wasser gegeben und jetzt können wir sehen, wohin die Pflanze das Wasser transportiert hat. Über den Stängel bis in die Blattspitzen. Die Adern, die diese Farben aufsaugen (und jetzt diese Farben angenommen haben), sind sehr dünn. Dünner als ein Haar! - 2 -

4 PHYSIK / OBERFLÄCHENSPANNUNG SUPER-SEIFENBLASENLAUGE Was brauchst du? 1 EL Spülmittel ½ Tasse Wasser 1 Prise Zucker 1 Strohhalm So gehst du vor: 1. Wasser und Spülmittel in einer Tasse gut durchmischen! 2. Eine Prise Zucker dazu geben! 3. Das untere Ende des Strohhalms in die Seifenlauge tauchen und in das obere Ende hineinpusten! Tipps und Tricks: Mit dem Spülmittel der Marke Handy funktioniert der Versuch besonders gut. Was passiert? Es bildet sich eine kleine Seifenblase. Mit der Zugabe von Zucker wird diese stabiler. Warum ist das so? Beim Pusten umschließt die Seifenlauge die Luft und bildet aufgrund der Oberflächenspannung eine Blase (Kugel) die kleinstmögliche Oberfläche. Der Zucker in der Lauge macht die Blase haltbarer, denn er verhindert das schnelle Verdunsten des Wassers und damit das vorzeitige Platzen der Seifenblase. Auch Architekten spielen mit Seifenblasen. Um komplizierte Dächer zu konstruieren, bauen sie ein Drahtgestell und tauchen es in Seifenlauge. Die Seifenlauge nimmt dann die optimale Dachform an. Beim Olympiastadion in München kann man das prima sehen

5 Praktische Durchführung Medien: Alufolie Schere Spülmittel Zucker Korkscheiben Strohhalm Korb Tuch Wasser Schüssel Bild (Olympiastadion München) Ziele: Die Vielfältigkeit von Wasser entdecken Mundmotorik fördern Wortschatzerweiterung Freude am Experimentieren entwickeln Organisation: Ca. 4 Kinder Stuhlkreis rund um den Tisch Motivation / Einstiegsphase: Strohhalm, Alufolie und einen Korken in einen Korb, zugedeckt mit einem Tuch, geben. Jedes Kind fühlt nun, was sich unter dem Tuch befindet. Gemeinsam werden die Gegenstände benannt. Nun dürfen sie aus der Alufolie eine Blume ausschneiden(in der Mitte auch ein kleines Loch). Dann kleben wir die Blume auf den Korken(mit einem Loch in der Mitte) und stecken diesen auf den Strohhalm. Hauptteil / Vermittlungsphase: Die Zutaten werden nach der Reihe gezeigt und die Kinder dürfen sie benennen. Nun mischen wir gemeinsam die Seifenlauge. Die KGP zeigt den Vorgang einmal vor und die Kinder können ganz genau beobachten, was mit der Blume geschieht. Es entsteht eine Seifenblase, die sich vom Strohhalm löst. Dadurch wird die Blume geschlossen. Nun bekommen die Kinder einen Tropfen Seifenlauge auf ihren Strohhalm, um damit zu experimentieren. Erklärung: Beim Pusten umschließt die Seifenlauge die Luft und bildet aufgrund der Oberflächenspannung eine Blase. Der Zucker in der Lauge macht die Blase haltbarer, denn er verhindert das vorzeitige Platzen der Seifenblase

6 Abschluss / Ausklangsphase: Zum Abschluss erzählt die KGP, dass auch Architekten mit Seifenblasen spielen. Wenn sie komplizierte Dächer konstruieren müssen, dann bauen sie aus Draht ein Gestell, das sie dann in das Zauberwasser hineintauchen. Beim Olympiastadion in München( Bild) hat man das auch so gemacht

7 PHYSIK / GEFRIERPUNKT EISWÜRFEL FISCHEN Was brauchst du? 1 Eiswürfel pro Kind Wasser Schüssel Bindfaden Stift Salz So gehst du vor: 1. Fülle die Schüssel mit Wasser und lege Eiswürfel hinein! 2. Binde den Faden an den Stift ( Angel ) und lege das Ende des Fadens auf den Eiswürfel! 3. Streue Salz über die Stelle, an der der Faden auf dem Eiswürfel liegt! Tipps und Tricks: Bindfaden einige Sekunden auf dem Eiswürfel mit dem Salz lassen und nicht bewegen, dann hält der Eiswürfel besser. Was passiert? Der Faden friert am Eiswürfel fest und man kann ihn am Faden aus dem Wasser heben. Warum ist das so? Salz bringt Eis zum Schmelzen, weil es den Gefrierpunkt herabsetzt. Streut man Salz auf das Eis, schmilzt das Eis darunter. Je mehr Eis durch das Salz aufgetaut wird, desto geringer wird die Salzkonzentration. Schließlich reicht die Salzmenge nicht mehr aus, um das Wasser flüssig zu halten, und der Eiswürfel friert wieder zu

8 Praktische Durchführung Medien: Glas oder Schüssel Wasser Schnur Eiswürfel Salz Angel herstellen: kurze Stäbe (Schaschlikstäbe) Schnur Ziele: Die Kinder können zuschauen und staunen. Die Kinder können das Geschehen betrachten und die Auswirkungen und Folgen erkennen. Organisation: Ca. 5 Kinder Am Tisch Motivation / Einstiegsphase: Es war einmal ein kleiner Eskimojunge. Er lebte am Nordpol. Der kleine Junge ging eines Tages mit seiner Angel zu der großen Eisplatte in der Nähe seines Iglus. Dort gab es ein Loch in der Eisplatte, in das er seine Angelhaken hinab ließ. Er wartete und wartete. Kein Fisch biss an. Der große Eisbär hatte wahrscheinlich schon alle Fische aufgefressen und deshalb waren jetzt keine Fische mehr da, die an seinem Haken anbeißen könnten. Also beschloss der Junge eine Pause zu machen, denn das lange Warten hatte ihn ganz schön hungrig gemacht. Er legte die Angel beiseite und holte sein Brötchen aus seiner Tasche. Er hatte auch etwas Salz mitgebracht, welches er über die Tomatenscheiben in seinem Brötchen streute. Als er das Brot aufgegessen hatte, nahm er die Angel wieder in die Hand, doch die Schnur war am Eis festgefroren. Der kleine Junge wunderte sich und schaute genauer auf die Schnur. Da entdeckte er etwas ganz Besonderes. Die Schnur war am Eis festgefroren, nachdem er etwas von dem Salz darüber gestreut hatte. Als der kleine Junge das sah, konnte er seinen Augen nicht trauen und er wollte es noch einmal ausprobieren. Er ließ den Faden seiner Angel über die Eisstückchen in dem Loch der Eisplatte hängen und streute wiederum etwas Salz über die Schnur. Nach kurzem Warten konnte er die Eiswürfel aus dem Wasser fischen. Hauptteil / Vermittlungsphase: Man kann nun mit den Kindern dieses Experiment nachmachen und darstellerisch nachspielen. Die Kinder können sich auch jeweils selbst mit einem kurzen Stab und einer daran geknoteten Schnur eine Angel bauen

9 Wenn man einen Faden auf einen Eiswürfel (der sich im Wasser befindet) legt und anschließend etwas Kochsalz über den Eiswürfel streut, kann man diesen am Ende mit dem Faden aus dem Wasser ziehen. Weiß jemand, wie diese Reaktion zustande kommt? Erklärung: Das Salz wird vom Wasser im Eis gelöst. Dabei verflüssigt sich etwas von dem Eis und der Faden taucht ins Schmelzwasser. Dieser Prozess entzieht der Umgebung Energie (in Form von Wärme) das umliegende Eis wird so kalt, dass es nach einer Weile wieder friert, womit der Faden am Eiswürfel festgefroren ist. Abschluss / Ausklangsphase: Der kleine Junge hatte so viel Spaß, dass er die Zeit vergaß und es plötzlich schon ganz finster geworden war. Da packte er seine Sachen zusammen und ging nach Hause. Die Kinder schließen die Augen und sobald sie einen Wassertropfen oder die Kälte des Eiswürfels spüren, dürfen sie wieder aufstehen

10 PHYSIK / SCHWIMMEN, SCHWEBEN EIN EI KANN SCHWIMMEN Was brauchst du? 1 Trinkglas (groß genug für ein Ei) 1 rohes, gefärbtes Ei oder eine Kartoffel 1 Teelöffel Salz Leitungswasser So gehst du vor: 1. Lege das Ei vorsichtig in das Glas! 2. Fülle das Glas bis einen Fingerbreit unter den Rand mit Leitungswasser! 3. Gib Salz ins Wasser und verrühre es, bis das Ei nach oben schwimmt! Tipps und Tricks: Das Wasser färbt sich durch das viele Salz weiß und das Ei kann unter Umständen nicht mehr gesehen werden. Deswegen sollte das Ei vorher gefärbt werden. Das Experiment funktioniert auch mit einer Kartoffel. Was passiert? Wenn du genügend Salz im Wasser aufgelöst hast, steigt das Ei allmählich auf, bis es schließlich an der Wasseroberfläche schwimmt. Warum ist das so? Leitungswasser ist Süßwasser, sonst könnten wir es nicht trinken. Wenn du Salz darin auflöst, entsteht Salzwasser, wie es auch im Meer vorkommt. Meerwasser enthält rund 35 Gramm Salz pro Liter. Je mehr Salz du im Wasser auflöst, desto schwerer (dichter) wird das Salzwasser. Irgendwann hat das Salzwasser eine größere Dichte als das Ei und das Ei schwimmt nach oben. Man sagt nun, dass das Wasser das Ei trägt

11 Praktische Durchführung Medien: Ein Glas Ein Krug Wasser Ein rohes, gefärbtes Ei Salz Ein Teelöffel Ein großes, blaues Tuch Kleine Muscheln Figuren oder Bilder von Meerestieren Weltkarte Gesprächsmuschel Ziele: Wissensvermittlung Förderung des Sozialverhaltens (Wir hören einander zu und lassen andere aussprechen) Förderung des Selbstwertgefühls (jedes Kind erzählt seine Geschichte) Organisation: Ca. 8 Kinder Sitzkreis Motivation / Einstiegsphase: Alle Kinder schließen die Augen. Die KGP schenkt ein Glas Wasser ein, die Kinder sollen gut aufpassen und das Geräusch erraten. Wo gibt es überall Wasser? Wo gibt es am meisten Wasser? Im Meer. Gibt es bei uns ein Meer? Nein. Wo ist das Meer? Meer auf der Weltkarte zeigen, einige bekannte Länder erwähnen. Wer war schon einmal am Meer? Die Kinder dürfen von ihrem Urlaub am Meer erzählen. Dabei wird eine Gesprächsmuschel eingeführt. Das Kind, das die Muschel in der Hand hält, darf reden, die anderen Kinder hören ihm zu. Hat das Kind fertig erzählt, wir die Muschel weitergegeben. Welche Tiere leben im Meer? (In der Mitte wird ein blaues Tuch ausgebreitet und verschiedenen Meerestiere daraufgelegt, Figuren oder Bilder z.b. Muscheln, Hai, Delfin, Seestern, Wal, verschiedene Fische, Seepferdchen, Rochen, ) Gibt es diese Tiere auch bei uns in den Seen oder Flüssen? Nein. Warum nicht? Diese Tiere brauchen Salzwasser. Was ist Salzwasser? Wasser mit Salz. Wie kommt das Salz ins Meer? Wenn Regen fällt, sickern die Tropfen ins Erdreich. Dort löst das Wasser viele Stoffe, darunter auch Salz, und nimmt es mit sich. Später fließt dieses Wasser über Bäche und Flüsse ins Meer. Vor allem im Toten Meer ist sehr viel Salz im Wasser. Die KGP zeigt ein Bild von Menschen im Toten Meer (sie gehen nicht unter) Im Toten Meer kann man nicht untergehen, weil so viel Salz im Wasser ist. Dies wird nun mit Hilfe des Experiments erklärt.

12 Hauptteil / Vermittlungsphase: Die KGP stellt das Glas vom Anfang in die Mitte und gibt ein Ei hinein. Da man relativ viel Salz ins Wasser geben muss, bis das Ei schwimmt, kann bei einer kleinen Gruppe jedes Kind ein wenig Salz ins Wasser geben. So sind alle Kinder am Experiment beteiligt. Anschließend wird das Experiment erklärt. Erklärung: Das Ei sinkt wie die meisten Gegenstände zu Boden, weil es schwerer ist als Wasser, das es dabei verdrängen muss. Wenn man im Wasser viel Salz aufgelöst hat, ist das Wasser schwerer geworden. Das Salzwasser lässt sich durch das Gewicht des Eis nicht mehr verdrängen und das Ei erhält genug Auftrieb, um zu schwimmen. Beim Ei hat sich also nichts verändert, nur das umgebende Wasser hat eine größere Dichte bekommen. Abschluss / Ausklangsphase: Möglichkeiten zur Weiterführung: - Die Kinder dürfen mit Buntstiften ihr eigenes Meer malen. - Die Kinder gestalten zusammen ein großes Meeresbild (Sand und Muscheln können aufgeklebt werden, Fische aus Papier ausschneiden und aufkleben, ). - Kleine Meditation (die Kinder legen sich hin, Meeresmusik oder einfach ruhige Musik wird hörbar, eventuell erzählt die KGP eine kleine Geschichte oder wiederholt noch einmal, was die Kinder in der geleiteten Aktivität alles gemacht haben- Ausklang). Die Kinder schließen die Augen und öffnen ihre Hand. Die KGP geht herum und legt jedem Kind eine kleine Muschel in die Hand

13 PHYSIK / WÄRMESTRÖMUNG DIE MAGISCHEN FLASCHEN Was brauchst du? 1 große Wanne aus Glas oder Kunststoff 2 durchsichtige Glasflaschen (ca. 200 ml) 2 Stopfen, passend zu den Flaschen. Rote und blaue Lebensmittelfarbe Eiswürfel Becherglas Heißes Wasser So gehst du vor: 1. Fülle blau eingefärbtes, mit Eiswürfeln gekühltes Wasser in eine der Flaschen! 2. Gib heißes, rot eingefärbtes Wasser in die andere Flasche! 3. Fülle die große Wanne mit lauwarmem Wasser! 4. Bringe beide Flaschen vorsichtig unter Wasser! 5. Lege die Flasche mit dem blauen Wasser auf den Boden und stelle die Flasche mit dem roten Wasser daneben! Tipps und Tricks: Es ist günstig einen Flaschenstöpsel zu verwenden, da dann das Wasser in der Wanne klar bleibt. Sobald die Flaschen unter Wasser sind, können die Flaschenstöpsel gezogen werden. Mit weißem Hintergrund ist der Versuch besonders wirkungsvoll

14 Was passiert? Nach kurzer Zeit fließt das kalte, blaue Wasser an den Wannenboden. Das rote Wasser steigt zur Oberfläche. Nach einiger Zeit kann man beobachten, dass das blaue Wasser in einem dünnen Film die rote Flasche entlang nach oben steigt und etwas später wieder in kleinen Wölkchen nach unten sinkt. Warum ist das so? Kaltes Wasser weist eine größere Dichte auf als warmes Wasser und sinkt deshalb zu Boden. Warmes Wasser weist dagegen eine kleinere Dichte auf und steigt. Die kalte, blaue Flüssigkeit erwärmt sich an der Flasche mit dem roten, heißen Wasser und steigt entlang der roten Flasche als blauer Film nach oben. Kühlt der blaue Film wieder ab, sinkt er aufgrund der geringeren Dichte wieder nach unten

15 Praktische Durchführung Medien: Heißes Wasser Eine große Wanne aus Glas oder Kunststoff Zwei durchsichtige Glasflaschen (ca. 200 ml) Zwei Stopfen, passend zu den Glasflaschen Eiswürfel Rote und blaue Lebensmittelfarbe Becherglas Ziele: Naturelemente erleben und begreifen Sich für etwas begeistern können Informationen aufnehmen, verstehen und einprägen Begriffe vertiefen Gehörtes wiedergeben können Freude am Entdecken und Forschen gewinnen Sachwissen über physikalische Vorgänge erwerben Materialerkenntnisse erwerben und praktisch anwenden Organisation: Ca. 10 Kinder Am Tisch Motivation / Einstiegsphase: Die KGP ist als Professorin verkleidet (weißer Kittel, große Brille etc.).sie verteilt weiße Hemden an die Kinder. Außerdem bekommt jedes Kind ein Namensschild. Jetzt gehen alle gemeinsam in das Labor, wo das Experiment gezeigt wird. Die Kinder verteilen sich im Raum (auf den Boden legen, auf Stühle und Tische setzen) und das Fenster wird geöffnet. Es wird gewartet, bis alle Kinder die Luft spüren. Das Kind, welches die kalte Luft spürt, darf aufzeigen. Dann wird das Fenster wieder geschlossen und die Kinder setzen sich wieder an ihren Platz. Nun werden die Kinder gefragt, ob die, die oben, oder die, die unten saßen, die Kälte als erstes gespürt haben. Die Kinder auf dem Boden haben die kalte Luft als erstes gespürt, weil die kalte Luft, die herein kommt, schwerer ist als die warme Luft im Raum, deshalb sinkt sie auf den Boden. Hauptteil / Vermittlungsphase: Ein Kind füllt das blau gefärbte Wasser in eine der Flaschen. In die zweite Flasche kommt möglichst heißes, rot gefärbtes Wasser. Diese Aufgabe sollte eine KGP übernehmen, da das heiße Wasser beim Schütten gefährlich sein könnte. Ein Kind darf nun die Wanne mit lauwarmem Wasser füllen. Die blaue Flasche wird anschließend vorsichtig unter Wasser auf den Wannenboden gelegt. Die rote Flasche wird daneben in die Wanne gestellt. Die Kinder dürfen sich nun alle um den Tisch versammeln und den Versuch gemeinsam beobachten.

16 Erklärung: Nach kurzer Zeit fließt das kalte, blaue Wasser über den Wannenboden und das heiße, rote Wasser steigt zur Oberfläche. Wartet man noch einige Zeit, kann man beobachten, dass das blaue Wasser in einem dünnen Film die rote Flasche entlang nach oben steigt und etwas später wieder in kleine Wölkchen nach unten sinkt. Erklärung: Wir erklären den Kindern, dass hier wiederum (wie zu Beginn mit der kalten Luft) das kalte Wasser schwerer ist und deshalb auf dem Boden bleibt und das warme Wasser aufsteigt, da es leichter ist. Abschluss / Ausklangsphase: Alle Kinder bekommen einen Professorentitel auf ihr Namensschild geschrieben, weil sie so aufmerksame Beobachter waren und schon fast richtige Physiker sind

17 Flüssigkeiten Kennzeichen Flüssigkeiten sind dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Moleküle sehr eng beieinander liegen, aber innerhalb der Flüssigkeit leicht verschiebbar sind. Flüssigkeiten besitzen deshalb keine feste Gestalt, sondern passen sich der Form des Behälters an. Ihr Volumen lässt sich ähnlich wie bei Festkörpern nur geringfügig und mit großem Kraftaufwand ändern. Kapillarität Definition Kapillarität ist die Eigenschaft von Flüssigkeiten, in engen Röhrchen (= Kapillaren) höher oder tiefer zu stehen als die sie umgebende Flüssigkeit. Ursache Ursache für die Kapillarität sind Molekularkräfte: Molekularkräfte sind Kräfte, die zwischen den Molekülen eines Stoffes wirksam sind. Sie sind elektrischen Ursprungs und haben eine Reichweite von ca cm. Es gibt zwei Arten von Molekularkräften: Kohäsion: Molekularkräfte zwischen den Molekülen ein- und desselben Stoffes, sie bewirken den inneren Zusammenhalt der Körper. Adhäsion: Molekularkräfte zwischen den Molekülen verschiedener Stoffe. Sie bewirken z. B., dass Tinte auf Papier hält. Folgen der Kohäsion / Adhäsion Benetzende Flüssigkeiten: Die Adhäsion zwischen Flüssigkeit und Gefäß ist größer als die Kohäsion innerhalb der Flüssigkeit. Die Flüssigkeit in der Kapillare steht höher als in dem sie umgebenden Gefäß. Nicht benetzende Flüssigkeiten: Die Kohäsion innerhalb der Flüssigkeit ist größer als die Adhäsion zwischen Flüssigkeit und Gefäß. Die Flüssigkeit in der Kapillare steht tiefer als in dem sie umgebenden Gefäß, z..b: Quecksilber in einem Glasröhrchen

18 Oberflächenspannung Definition Oberflächenspannung ist die Erscheinung, dass Oberflächen von Flüssigkeiten möglichst klein gehalten werden und sich dabei wie eine gespannte, elastische Membran verhalten. Ursache Ursache der Oberflächenspannung sind die zwischen den Molekülen der Flüssigkeit wirkenden Kohäsionskräfte. Da diese nach allen Richtungen hin gleich stark sind, heben sie sich zwar innerhalb der Flüssigkeit gegenseitig auf, nicht aber an der Flüssigkeitsoberfläche. Hier wirken sie nur in Richtung des Flüssigkeitsinneren. Das hat zur Folge, dass auf jedes an der Oberfläche befindliche Molekül eine ins Innere der Flüssigkeit gerichtete Kraft wirkt, so dass die Flüssigkeit bestrebt ist, eine möglichst kleine Oberfläche zu bilden. Folgen Eine Seifenblase oder ein schwebender Tropfen nehmen Kugelgestalt an. Insekten (z.b. Wasserläufer) können sich auf Wasseroberflächen fortbewegen. Herabsetzung / Zerstörung Die Oberflächenspannung ist eine Materialkonstante, die mit zunehmender Temperatur abnimmt. Ihre Größe kann durch Verunreinigungen und Zugabe von sogenannten Netzmitteln, wie sie beispielsweise in Waschmitteln Verwendung finden, herabgesetzt werden, wodurch eine bessere Benetzung erreicht wird. Gefrierpunkt (= Erstarrungstemperatur) Definition Ist diejenige Temperatur, bei der eine Substanz vom flüssigen in den festen Aggregatzustand übergeht. Der Gefrierpunkt von Wasser liegt bei 0 Grad Celsius

19 Herabsetzung Durch Zugabe von geeigneten Stoffen (z.b. Salz, Zucker, Frostschutzmittel) kann der Gefrierpunkt herabgesetzt werden; die Erstarrungstemperatur einer Kochsalz- Wasser-Lösung (33%) liegt unter 20 0 Celsius. Wird gefrorenes Wasser mit Salz vermischt, entsteht eine sogenannt Kältemischung : Diese wird von selbst kälter, ohne dass ihr von außen Energie zugeführt werden muss. Für das Auflösen des Salzes (und das Schmelzen des Eises) ist Energie nötig, diese wird der Umgebung entzogen die Umgebung wird kälter! Praktische Anwendung: Salzen von Straßen (um die Eisbildung zu verhindern bzw. eisige Stellen aufzutauen) Eismaschine Schwimmen, Schweben Definition Schwimmen ist die kräftefreie Lage eines Körpers in einer Flüssigkeit, wobei der Körper teilweise aus der Flüssigkeit herausragt. Schweben ist die kräftefreie Lage eines Körpers im Inneren einer Flüssigkeit oder eines Gases. Unter welchen Voraussetzungen schwimmt ein Körper? Ein Körper schwimmt, wenn seine mittlere Dichte kleiner ist als die der betreffenden Flüssigkeit. Er taucht beim Schwimmen gerade so tief in die Flüssigkeit ein, dass die Gewichtskraft der von ihm verdrängten Flüssigkeit gleich seiner eigenen Gewichtskraft ist (Archimedisches Gesetz). Durch geeignete Formgebung (Hohlform bei Metallschiffen) kann auch ein Körper schwimmen, dessen Material eine größere Dichte hat als die Flüssigkeit. Unter welchen Voraussetzungen schwebt ein Körper? Ein Körper schwebt, wenn seine mittlere Dichte gleich der Dichte der betreffenden Flüssigkeit bzw. des betreffenden Gases ist. Seine Gewichtskraft ist nach dem Archimedischen Gesetz gleich der Gewichtskraft der von ihm verdrängten Flüssigkeits- oder Gasmenge