Sozialform / Zeit Lerninhalte / Hinweise zur Durchführung Materialien / Medien. Einführung (Kl. 1-4)

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1 Sozialform / Zeit Lerninhalte / Hinweise zur Durchführung Materialien / Medien Einführung (Kl. 1-4) 15 Minuten Einzelarbeit 5 Minuten 15 Minuten Besprechen der Sicherheitsregeln im Umgang mit offenem Feuer: Sicherheit bei den Versuchen Umgang mit Streichhölzern Löschen (an dieser Stelle können auch das Verbrennungsdreieck herangezogen und entsprechende Versuche mit einer Kerze durchgeführt werden: Feuer kann gelöscht werden, indem brennbares Material, Sauerstoff und / oder die nötige (Wärme-) Energie entzogen wird.) Erste Hilfe bei Verbrennungen Verfahren bei einer Brandschutzübung Notrufnummer der Feuerwehr: 112 Impuls: Zeichne eine Kerzenflamme aus dem Gedächtnis auf die obere Hälfte eines Blattes. Lege es anschließend unter deinen Tisch. Klärung der Gesprächsregeln für sokratische Gespräche Impuls: Warum brennt eigentlich eine Kerze? Die Vermutungen der SuS werden schriftlich festgehalten. Gespräch Die Kinder antworten z.b.: damit es hell ist. weil ein Feuerzeug sie angezündet hat. weil es gemütlich ist. weil der Docht brennt. weil das Wachs brennt weil etwas in der Kerze ist, das brennt. Sicherheitsregeln (bereits an der Wand) DIN A4 Blatt, halbiert (für alle SuS) 6 grüne, laminierte DIN A4 Karten mit den Gesprächsregeln 1 Kerze Plakat, blanko Papierstreifen zum Beschriften Vorschläge zur Überprüfung der Vermutungen werden schriftlich festgehalten und ergeben sich etwa so: Man müsste die Kerze auseinander schneiden und gucken. Wir könnten ganz genau beobachten. Wir könnten die beiden Teile der Kerze getrennt voneinander anzünden. Tafel 1

2 Überprüfung der Vorschläge (Die Reihenfolge ist nicht zwingend vorgegeben. Sie kann sich aus den Vorschlägen der SuS ergeben, wenn nach den sokratischen Gesprächsregeln verfahren wird. Die Versuchsabfolge kann aber auch durch die Lehrkraft festgelegt werden.) Falls in größeren Gruppen gearbeitet wird, ist es sinnvoll, einen Materialwächter zu benennen, der sich um das Holen und Zurücklegen der benötigten Materialien kümmert. 1. und 2. Versuch (Kl. 1-4) 3-5 Kinder oder Partnerarbeit 1) Ist es der Docht, der brennt? 2) Ist es das Wachs, das brennt? Was beobachtest du? Die SuS beobachten und notieren auf einem Forscherbogen ihre Beobachtungen und ihre vermuteten Erklärungen. Die SuS tragen ihre notierten Beobachtungen vor, besprechen sie und lassen ihre Vorerfahrungen einfließen, z.b. so: Die Dochte haben nur kurz gebrannt. Dicke und dünne Dochte brennen unterschiedlich schnell / lang. Das Wachs hat gar nicht gebrannt. Das Wachs ist von der Streichholzflamme geschmolzen. Wenn das Wachs flüssig ist, kann sich der Docht damit voll saugen und brennt dann. Es brennt eher der Docht als das Wachs. Der Docht besteht aus 100% Baumwolle und verbrennt sehr schnell. Festes Wachs ist nicht brennbar. Unterlagen, Unterteller, Zangen, Teelichter, lange Streichhölzer, Beobachtungsbögen (zunächst unter die Tische legen lassen), zusätzlich: 1) ungewachster Docht, gewachster Docht 2) Wachsreste (auch geschmolzene), Beobachtungsbögen (3-5 Kinder) oder Partnerarbeit 3. Versuch (Kl. 1-4) Welche Aufgabe hat der Docht? Tunke die Materialien mit einem Ende in das Tintenwasser. Was beobachtest du? Versuche, deine Beobachtung auf die Kerze zu übertragen. Was passiert dort? Unterlagen, Unterteller mit gefärbtem Wasser, Wollfäden, Alufolie, Küchenkrepp, Trinkhalm, ggf. Beobachtungsbögen (zunächst unter die Tische legen lassen) 2

3 Der Faden und das Küchenkrepp saugen das Tintenwasser auf. Das Tintenwasser zieht nach oben. Der Docht saugt das (flüssige) Wachs auf. In der Kerze steigt auch etwas nach oben, vielleicht das geschmolzene Wachs. a) Der Docht saugt das Wachs auf. Kapillarwirkung (Begriff nur für Klasse 3 u. 4): Flüssigkeiten ziehen sich in feine Röhrchen und Hohlräume (Kapillare). b) Weitere Phänomene bei denen Kapillarwirkung eine Rolle spielt. Wasser aus den Wurzeln steigt die Bäume hinauf, Bei Regen saugt sich die Kleidung voll (Regenkleidung ist speziell beschichtet, ohne Kapillarwirkung), Handtuch trocknet die Hände und wird dabei nass, saugt das Wasser auf. Demonstrationsversuch 4. Versuch (Kl. 1-4) (Demo) Was passiert, wenn Wachs sehr heiß wird? Die Lehrkraft erhitzt ein kleines Stück Wachs (- rest) auf einem Stövchen und probiert zu verschiedenen Zeitpunkten aus, ob das Wachs mit einem Streichholz entzündet werden kann. Hinweis: Entsteht ausreichend Wachsdampf, springt die Flamme über, ohne dass das Wachs die Streichholzflamme berührt. Wichtig: Das brennende Wachs nicht mit Wasser löschen! Entweder mit einer feuerfesten Abdeckung ersticken oder besser noch ausbrennen lassen. Daher auch nur geringe Mengen Wachs verwenden. Das Wachs brennt jetzt. Das flüssige Wachs brennt. Man musste das Wachs gar nicht mit der Flamme berühren. Es hat gequalmt, gedampft. Der Dampf brennt. Unterlage, ein leeres Teelichtdöschen, ein kleines Stück Wachs, Schale mit Brennpaste, lange Streichhölzer, Stövchen, ggf. Beobachtungsbögen a) Wachs verdampft, Analogie zu Wasser (verdampft bei Erhitzung zu Wasserdampf) b) Aggregatzustände fest flüssig gasförmig c) Verbrennungsdreieck (Brennstoff, Sauerstoff, Entzündungstemperatur) 3

4 Kl. 1 / 2 Demonstrationsversuch Kl. 3/4 5. Versuch (Kl. 1-4) Was brennt bei der Kerzenflamme? Entzünde die Kerze und lasse sie eine Weile brennen. Entzünde ein Streichholz und halte es bereit. Lösche die Kerze mit einem Teelöffel. Halte das brennende Streichholz in die Nähe des Dochtes ohne den Docht zu berühren. Was beobachtest du? (Denke dabei auch an Versuch 4.) Tipp: Das Streichholz sollte am besten schon vor dem Löschen der Kerze entzündet sein und dann unmittelbar in den (Wachs-) Dampf gehalten werden. Die Kerze geht sofort wieder an. Man muss aber schnell sein mit dem Versuch. Der Qualm brennt dann. Das brennende Streichholz kann 1 cm weit weg sein. Nach dem Löschen ist noch etwas von dem Wachsdampf da. Die Flamme ist richtig angesprungen. Es ist der Dampf, der brennt wie im 4. Versuch. Unterlage, große Kerze, Teelöffel, lange Streichhölzer, Beobachtungsbögen (zunächst unter die Tische legen lassen) Nach dem Löschen der Kerze steigt noch weiterer Wachsdampf auf, der durch die Flamme sehr leicht wieder entzündet werden kann. Beobachtungsaufgabe (Kl. 3-4) Kl. 3 / 4 Einzelarbeit Flammenzonen Beobachte die brennende Kerze ganz genau. Zeichne sie in Form und Farbe so exakt wie möglich ab. Gespräch Die gezeichneten Kerzenflammen werden verglichen (s. Zeichnung aus 1. Stunde). Die SuS stellen ihre beiden Zeichnungen vor und stellen Unterschiede heraus. Unterlage, große Kerze, Streichhölzer, die halbierten A4 Blätter aus der 1. Stunde (unterer Teil), Buntstifte in vielen Gelb-, Rot- und Brauntönen, auch Blau,, Plakat mit den Flammenzonen 4

5 Das Plakat mit den Flammenzonen wird besprochen und farblich gekennzeichnet, die Wortkarten an der entsprechenden Stelle angeheftet. Bei dieser genauen Beobachtung werden die SuS mindestens 3 Flammenzonen, die Mandelform und den gekrümmten Docht beobachten. mit den entsprechenden Wortkarten Partnerarbeit oder Demonstrationsversuch 15 Minuten 6. Versuch Kl. 3-4 Wo ist der Wachsdampf bei einer Kerze? Entzünde eine große Kerze. Schau dir die Kerzenflamme genau an. Kannst du die verschiedenen Flammenzonen erkennen? Halte das Glasröhrchen mit der Klammer nacheinander in die verschiedenen Flammenzonen Es gibt weißen und schwarzen Rauch. Beim schwarzen Rauch beschlägt das Röhrchen schwarz. Das Schwarze ist Ruß. Den weißen Dampf kann man anzünden. Das ist der Wachsdampf. Unterlagen, Klammer, Glasröhrchen, Kerzen, lange Streichhölzer, Beobachtungsbögen (zunächst unter die Tische legen lassen) Plakat: Flammenzonen Der ist in dem dunkleren Kern. a) Die Merkmale der Kerze: Wachskörper, Schüsselchen oder Brennschüssel oder Wachssee, Docht b) Flammenzonen: dunkler Flammenkern (unverbrannter Wachsdampf, kein Sauerstoff), bläulicher Flammensaum unten (Wachsdampf verbrennt rückstandslos, genügend Sauerstoff, Nageltest: bleibt sauber), hell leuchtender Flammenmantel (leuchtende Kohleteilchen = glühender Ruß), äußerer Flammensaum (sehr heiß, genügend Sauerstoff, hier vollständige Verbrennung) c) Projektion des Schattenbildes der Flamme mit dem Diaprojektor: Der leuchtende Mantel erscheint dunkel, da die festen Rußpartikel kein Licht durchlassen. d) Mandelform der Kerze durch die von ihr selbst erzeugte Luftströmung, Stromlinienform e) schmutziger, dunkler Rauch aus der gelben Zone (Ruß, Kohleteilchen, leuchten gelb bei Verbrennung, ohne Ruß bläuliche Flamme wie bei Butangasbrenner), heller Rauch aus der dunklen Zone (Wachsdampf) f) Der Docht verbrennt nur in der äußeren Flammenzone, wo genügend Sauerstoff zum Verbrennen vorhanden ist. Der Kerzendocht ist zu diesem Zweck so gewebt und gedreht, dass er sich in der Flamme krümmt und dabei in den Saum hineinragt (selbstkrümmender Docht). Plakat: Kreislauf der Zustandsformen a) Das verdampfte Wachs ist das, was wirklich brennt. Die Hitze, die erzeugt wird, hält den Kreislauf: Aufsteigen des Wachses Verdampfen Verbrennen in Gang. b) Wenn das Wachs brennt, entstehen winzige Kohlenstoffpartikel, die nun vom Docht aufsteigen. Diese sind so heiß, dass sie hell glühen. Das ist das Licht, das wir sehen. 5

6 5 Minuten 7. Versuch (Kl. 3-4) Was braucht eine Flamme zum Brennen? Zünde 2 Teelichter an. Stülpe gleichzeitig jeweils ein Glas über ein Teelicht. Was beobachtest du? Das Teelicht unter dem kleinen Glas erlischt schneller/ geht schneller aus/ brennt nur kurz. Das Teelicht unter dem größeren Glas brennt länger. Unterlage, Teelichter, lange Streichhölzer, 2 unterschiedlich große Gläser, Beobachtungsbögen (zunächst unter die Tische legen lassen),, Plakat Das Verbrennungsdreieck Je mehr Luft unter dem Glas vorhanden ist, desto mehr Sauerstoff steht für die Verbrennung zur Verfügung. Sauerstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Die wichtigste Eigenschaft des Sauerstoffes ist es, sich mit vielen anderen Stoffen zu verbinden, wie das bei der Verbrennung (Oxidation) der Fall ist. Ist der Sauerstoff verbraucht, erlischt die Flamme. Ohne Sauerstoff ist eine Verbrennung nicht möglich. 6