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1 Haus der kleinen Forscher Newsletter Thema: Wasser Experimente vom 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

2 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 Was vermutet ihr? b) im heißen Wasser 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

3 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

4 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

5 -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. 5

6 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? 6

7 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? 7

8 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 8

9 -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). 9

10 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 10

11 -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 11

12 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. 12

13 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. 13

14 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 14

15 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. 15

16 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 16

17 -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 17

18 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) 18

19 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. 19