DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR ZERSTÖRUNGSFREIE PRÜFUNG E.V.

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1 DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR ZERSTÖRUNGSFREIE PRÜFUNG E.V. ZfP-Sonderpreis der DGZfP beim Landeswettbewerb Schüler experimentieren Bremen 66 Luftballons: eine Schrumpfstudie Artemi Andreadi Julia Schury Sofia Schickling Schule: Deutsche Internationale Schule Den Haag (Niederlande) Jugend forscht 2017

2 66 Luftballons: eine Schrumpfstudie Artemi Andreadi, Julia Schury, Sofia Schickling Deutsche Internationale Schule Den Haag (Niederlande) Inhaltsverzeichnis Einleitung S Experiment S Experiment S Experiment S Experiment S Experiment S. 11 Ergebnis S. 13 Quellen S. 13 Danksagung Wir bedanken uns sehr herzlich bei dem Amsterdam Marriott Hotel fürs Bereitstellen von Helium, mit dem wir einige der Ballons gefüllt haben. 0

3 Einleitung Auf fast allen Partys gibt es Ballons. Wir haben uns gewundert, wie schnell die Ballons schrumpfen. Hängt es davon ab ob man mit ihm spielt oder nicht? Oder wie man sie verschließt? Wir wollten es wissen und haben verschiedene Experimente gemacht, um zu wissen was man machen muss damit Ballons sich länger halten. Erstes Experiment Beim ersten Experiment wollten wir sehen, ob ein Ballon schneller schrumpft, wenn man mit ihm spielt. Wir haben 6 Ballons aufgeblasen. Jeder hat 2 Ballons genommen. Mit einem haben wir jeden Tag 10 Minuten lang gespielt. Den anderen haben wir liegen lassen. So ging es 38 Tage lang. Die Ballons haben wir von Knoten zu Knoten gemessen (siehe Abbildung 1). Unsere Ergebnisse waren sehr unterschiedlich. Der eine nicht gespielte Ballon war schon nach 6 Tagen geschrumpft, die anderen nicht gespielten Ballons waren erst nach 30 und nach 38 Tagen geschrumpft. Die gespielten Ballons waren nach 6, 9 und 17 Tagen geschrumpft. Zu alldem haben wir noch ein Diagramm (siehe Abbildung 2) und eine Tabelle gemacht (siehe Tabelle 1). Ergebnis: die meisten Ballons, mit denen man nicht spielt, halten sich länger! Abbildung 1: So wurden die Ballons gemessen. Abbildung 2: Man sieht, wie schnell die Ballons geschrumpft sind im Laufe der Zeit.Am Anfang war der Umfang rund 70 cm. X: nicht gespielt 0: gespielt. 1

4 Tag Numm er ungespielt Artemi (x, blau) cm Tabelle 1: Täglicher Umfang der Ballons gespielt Artemi (o, blau) cm ungespielt Julia (x, grün) cm 2 gespielt Julia (o, grün) cm ungespielt Sofia (x, rot) cm Mi Do / Fr /2 65 Sa So / Mo / Di / Mi Do Fr Sa geplatzt 57 1/2 40 So Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr gespielt Sofia (o, rot) cm

5 Zweites Experiment Wir wollten wissen, warum die gespielten Ballons unterschiedlich schnell geschrumpft sind. Es könnte daran liegen, dass jeder anders schlägt und deswegen wollten wir wissen, ob die Ballons schneller schrumpfen wenn man sie schlägt, wenn man sie presst oder wenn man sie lässt. Jede hatte 5 Ballons. Eine lässt sie so wie sie sind und misst sie jeden Tag. Die zweite presst die Ballons, mit zwei Kilo Büchern (siehe Abbildung 3). Die dritte schlägt die Ballons jeden Tag 10 mal wobei sie sie am Knoten festhält. Jede von uns bläst 5 Ballons auf. Der eine ließ die Ballons so wie sie waren. Die andere tat sie in einen Kasten und legte 2 Kilo Bücher darauf und die dritte schlug jeden Tag 10 mal die Ballons. Bei diesem Thema hatten wir leider sehr verschiedene Ergebnisse. Auch hier haben wir 3 Diagramme (siehe Abbildung 4 a,b und c) und 3 Tabbellen (siehe Tabelle 2 a,b und c) gemacht. Herausgekommen ist, dass wenn man die Ballons presst, sie dann schneller schrumpfen als wenn man sie lässt und nichts mit ihnen macht (siehe Abbilldung 4a und c). Die geschlagenen Abbildung 3: So wurden die Bücher gestapelt. Ballons halten sich am längsten (siehe Abbildung 4b). Komischerweise schrumpfen die Ballons, wenn man sie schlägt langsam und wenn man mit ihnen spielt schnell (siehe erstes Experiment). Eine Erklärung wäre, dass wenn man die Ballons schlägt, man dadurch den Knoten fester zieht und dadurch weniger Luft entweichen kann. Beim Spielen schlägt man die Ballons ja nur an irgendeiner Stelle und zieht dadurch den Knoten nicht fester. Tabelle 2a: ungespielte Ballons Tage Nummer 1 (cm) Nummer 2 (cm) Nummer 3 (cm) Nummer 4 (cm) Nummer 5 (cm) Mi 1 Juni Do 2 Juni Fr 3 Juni Sa 4 Juni So 5 Juni Mo 6 Juni Di 7 Juni Mi 8 Juni Do 9 Juni Fr 10 Juni Sa 11 Juni So 12 Juni Mo 13 Juni geplatzt Di 14 Juni geplatzt Mi 15 Juni geplatzt Do 16 Juni geplatzt

6 Fr 17 Juni geplatzt Sa 18 Juni geplatzt So 19 Juni geplatzt Mo 20 Juni geplatzt Di 21 Juni geplatzt Mi 22 Juni geplatzt Do 23 Juni geplatzt Fr 24 Juni geplatzt Sa 25 Juni geplatzt So 26 Juni geplatzt Mo 27 Juni geplatzt leergeschrumft 19 Di 28 Juni geplatzt Mi 29 Juni geplatzt Do 30 Juni geplatzt Fr 1 Juli geplatzt Sa 2 Juli geplatzt 17 leergeschrumpft 18 So 3 Juli geplatzt Mo 4 Juli geplatzt Di 5 Juli geplatzt Mi 6 Juli geplatzt Do 7 Juli geplatzt Fr 8 Juli geplatzt Sa 9 Juli geplatzt So 10 Juli geplatzt Mo 11 Juli geplatzt Di 12 Juli geplatzt Mi 13 Juli geplatzt Do 14 Juli geplatzt Fr 15 Juli geplatzt Sa 16 Juli geplatzt So 17 Juli geplatzt Mo 18 Juli geplatzt Di 19 Juli geplatzt Mi 20 Juli geplatzt 17 1 M O N A T So 21 August geplatzt Mi 24 August geplatzt Mi 14 September geplatzt geplatzt leergeschrumft 4

7 Tabelle 2b: gespielte Ballons Tage Nummer 1(cm) Nummer 2 (cm) Nummer 3 (cm) Nummer 4 (cm) Nummer 5 (cm) Mi 1 Juni Do 2 Juni Fr 3 Juni Sa 4 Juni So 5 Juni Mo 6 Juni Di 7 Juni Mi 8 Juni Do 9 Juni Fr 10 Juni Sa 11 Juni So 12 Juni Mo 13 Juni Di 14 Juni Mi 15 Juni Do 16 Juni Fr 17 Juni Sa 18 Juni So 19 Juni Mo 20 Juni Di 21 Juni Mi 22 Juni Do 23 Juni Fr 24 Juni Sa 25 Juni So 26 Juni Mo 27 Juni Di 28 Juni Mi 29 Juni Do 30 Juni Fr 1 Juli Sa 2 Juli So 3 Juli Mo 4 Juli Di 5 Juli Mi 6 Juli Do 7 Juli Fr 8 Juli Sa 9 Juli So 10 Juli Mo 11 Juli Di 12 Juli Mi 13 Juli Do 14 Juli Fr 15 Juli Sa 16 Juli So 17 Juli Mo 18 Juli Di 19 Juli Mi 20 Juli Do 21 Juli So 21 August Mo 22 August Di 23 August Mi 24 August Do 25 August Mi 14 September

8 Tabelle 2c: wir haben die Ballons mit 2 kg Büchern beschwert. 6

9 Abbildung 4a: ungespielte Ballons. Am Anfang waren sie 65cm. Nach 50 Tagen waren zwei Ballons noch erhalten (17 und 18cm). Abbildung 4b: geschlagene Ballons. Am Anfang waren sie 65 cm. Nach 50 Tagen waren alle Ballons geschrumpft (ca. 18 cm). Abbildung 4c: mit Büchern beschwerte Ballons (2 kg). Am Anfang waren sie 65 cm. Nach 28 Tagen waren alle Ballons geschrumpft (0 cm). 7

10 Drittes Experiment Weil bei den ungespielten Ballons im zweiten Experiment das Schrumpfverhalten so verschieden war (Abbildung 4a), dachten wir, dass es daran liegen könnte, wie oft man den Ballon aufbläst und wieder die Luft rauslässt. Leider konnten bei diesem Experiment nur 2 mitmachen, weil die andere schon in die Ferien ging. Beide nahmen 9 Ballons. Jeder war mit einem Buchstaben und einer Zahl versehen. Manche wurden einmal aufgeblasen und die Luft wieder rausgelassen, wieder aufgeblasen und der Knoten gemacht. Manche wurden zweimal aufgeblasen und die Luft rausgelassen und dann wieder aufgeblasen und natürlich der Knoten gemacht, andere wiederrum dreimal. Dann gab es noch Ballons, die 5, 10 und 20 mal aufgeblasen wurden und die Luft rausgelassen wurde, wieder aufgeblasen und dann natürlich wieder ein Knoten gemacht. Wir haben rund zwei Monate lang gemessen. Am (65 Tage nach dem Aufblasen) beschlossen wir dann, ein Diagramm für diesen Tag zu machen. Wir hätten gedacht, dass die Ballons, die man ganz oft aufgeblasen hat, ausgedehnt sind und deshalb schneller schrumpfen. Und das hat sich auch ein bisschen bestätigt. Man sieht, dass jeweils ein Ballon von den Ballons die wir 10 und 20 mal aufgeblasen haben noch heil ist und jeweils zwei schon geschrumpft sind (siehe Abbildung 5). Bei den Ballons, die wir 1, 2, 3 oder 5 mal aufgeblasen haben, sind jeweils 2 oder sogar 3 Ballons gut erhalten. Interessant ist, dass manche jetzt (Februar 2017) immer noch heil sind! Abbildung 5: Gezeigt wird der Umfang am (56 Tage nach dem Aufblasen). 8

11 Viertes Experiment Weil es beim dritten Experiment kein eindeutiges Ergebnis gab, dachten wir es könnte daran liegen, wie die Ballons verschlossen sind.also haben wir neue Ballons mit verschiedenen Arten verschlossen.wir haben 15 Ballons genommen und haben sie aufgeblasen. 3 Ballons schnürten wir mit einem Faden zu. 3 Ballons klemmten wir mit einer Klammer zu. Bei 3 Ballons machten wir einen Knoten. Bei den anderen drei Ballons machten wir zwei Knoten und bei den anderen drei Ballons machten wir 3 Knoten (siehe Abbildung 7). Wir haben fünf Diagramme gemacht (siehe Abbildung 8 a,b,c,d und e). Wenn man den Ballon mit Faden zubindet, schrumpft er am schnellsten. Wenn man eine Klammer daran klemmt schrumpft er ein bisschen lamgsamer. Bei einem Knoten schrumpft er noch ein bisschen lanngsamer. Mit 2 Knoten schrumpft er noch ein bisschen langsamer. Am langsamsten schrumpft er wenn man 3 Knoten macht. Abbildung 7: Orange: mit Schnur, Blau: mit Klammer, Grün: 1 Knoten, Pink: 2 Knoten, Weiß: 2 Knoten. Abbildung 8a: Ballons mit Schnur zugeschnürt. Abbildung 8b: Die Ballons sind mit einer Klammer zugeklemmt. 9

12 Abbildung 8c: Ballons mit einem Knoten verschlossen. Abbildung 8d: Die Ballons wurden mit zwei Knoten verschlossen Abbildung 8e: Die Ballons wurden mit drei Knoten verschlossen 10

13 Fünftes Experiment Bei diesem Experiment wollten wir herausfinden, ob ein Ballon, der mit Helium gefüllt ist, anders schrumpft als einer der mit Luft gefüllt ist. Wir haben 9 Heliumballons genommen. 3 von den Ballons haben wir mit einer Klammer zugemacht (siehe Abbildung 9), 3 waren mit 1 Knoten versehen und 3 von ihnen mit 3 Knoten. Die Ballons wurden fast jeden Morgen und jeden Abend gemessen. Es war sehr interessant, denn manche Ballons schwebten in der Luft und manche nicht. Die Ergebnisse haben wir in einem Diagramm dargestellt (siehe Abbildung 10) und wir haben auch eine Tabelle gemacht (siehe Tabelle 4). Herausgekommen ist, dass Heliumballons schneller schrumpfen als Ballons, die mit Luft gefüllt sind. Egal wie die Ballos verschlossen sind, schrumpfen sie gleich schnell außer zwei Ballons (mit einem und mit 3 Knoten). Wir zeigen noch genauer wie wir sie aufgefüllt haben (siehe Abbildung 10). Abbildung 9: Sie wurden mit einer Klammer zugemacht Abbildung 10: So haben wir sie mit Helium gefüllt. Tabelle 4: Der Umfang in cm der Heliumballons. Datum Uhrzeit 1 Knoten 3 Knoten Klammer A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 Mi Mi Do Do Fr Fr Sa So Mo Di Mi Do Fr Sa

14 Abbildung 11: Hier sieht man wie schnell Heliumballons schrumpfen wenn man sie mit einer Klammer, einem Knoten oder mit 3 Knoten verschließt. 12

15 Ergebnis Wir hatten uns ja gefragt, was man machen kann, damit Ballons sich länger halten. Wir haben also folgendes rausgefunden: Wenn man will, dass die Ballons sich lange halten, sollte man sie nicht mit Helium füllen. Am besten spielt man nicht zu viel mit ihnen aber es könnte helfen, wenn man die Ballons jeden Tag am Knoten zieht. Man sollte sie nicht mit einer Klammer oder mit einer Schnur verschließen, sondern mit Knoten. Ob man 1, 2 oder 3 Knoten macht ist egal. Man sollte sie nicht mit einem Gewicht beschweren. Man sollte die Ballons nicht zu oft aufblasen und wieder die Luft rauslassen. Bewundernswerter Weise sind manche Ballons vom 3., 4. und 5. Experiment noch immer (Januar 2017) erhalten. Einige von ihnen sind schon über 110 Tage heil. Wir haben im Internet intensiv gesucht, aber leider nichts gefunden zum Thema, wie schnell Ballons schrumpfen. Da stand nur was darüber, warum sie schrumpfen (siehe Quellen 1, 2). Die meisten Menschen denken, dass die Luft aus den Poren vom Gummi nach draußen kommt. Aber weil wir das Experiment mit der Klammer und der Schnur gemacht haben und wir gesehen haben, dass die Ballons mit Klammer oder Schnur wesentlich schneller schrumpfen als mit Knoten, hängt das Schrumpfen wahrscheinlich vom Knoten ab. Und weil manche Ballons noch heute (Januar 2017, 110 Tage nach dem Aufblasen) noch immer heil sind, kann es nicht an den Poren liegen. Selbst bei Wikipedia, wo es eigentlich alle Antworten gibt, gab es keine genaue Auskunft über das Schrumpfverhalten der Ballons (siehe Quelle 3). Quellen 1. Warum werden Luftballons kleiner? - Nela forscht - Naturwissenschaft Wieso verlieren Luftballons Luft? - Talkteria Forum 3. Luftballon Wikipedia 13