Experimente mit der Wasser Werkstatt (Artikel-Nr. 358-00) Mengen 1. Um sicher mit Mengenbegriffen umzugehen, müssen Kinder diese praktisch erfahren. Wieviel Füllungen eines kleinen Messbechers passen in einen bestimmten größeren? Wieviel Wasser passt in den großen Behälter? Wer hat die Wassermenge evtl. vorher richtig geschätzt? Wer kann ausrechnen, wieviel Spritzen voll man braucht, um einen 1l-Messbecher voll zu machen? 2. Kleine Mengen: Wieviel Wasser 1 Tropfen enthält, kann man schlecht messen. Aber z.b. 100 Tropfen? Sind die Tropfen immer gleich groß, oder unterscheiden sich die Tropfen aus Pipette und Tropfflasche? (Hier wird konzentriertes, genaues Arbeiten gefordert und gefördert.) Oberflächenspannung: Manche Insekten können auf dem Wasser laufen. Das geht, weil das Wasser eine Art dünne, elastische Haut besitzt. Die Haut bildet sich, weil das Wasser aus winzigen Molekülen besteht, die miteinander verbunden sind. Die Moleküle an der Wasseroberfläche hängen fester untereinander zusammen als mit den Luftmolekülen. Dadurch werden sie leicht nach unten gezogen. Man nennt das Oberflächenspannung. Als Folge davon bildet sich die elastische Haut. Wegen dieser Oberflächenspannung bilden sich auch runde Tropfen statt langer Spritzer, wenn Wasser in kleinen Mengen fällt. Versuche zur Oberflächenspannung: 1. Wasser-Dorn Benötigt wird: 1 Schale/Eimer/Messbecher mit Wasser, 1 Pipette Wenn ein Regentropfen in einen Teich fällt, drückt er ein kleines Loch in die Oberfläche, das sich schnell wieder mit Wasser füllt. Das Wasser drängt so sehr ins Loch, dass es als kleiner Dorn nach oben gepresst wird. Dieser fällt in zwei oder drei Tröpfchen auseinander. Fülle eine Pipette mit Wasser und lasse Tropfen in eine mit Wasser gefüllte Schale fallen. Kannst Du einen Wasserdorn beobachten? Schau, ob es ein Unterschied ist, wenn der Tropfen aus unterschiedlichen Höhen herunterfällt. Wiederhole den Versuch nun mit der Tropfflasche.
2. Insekten an der Oberfläche Benötigt wird: 1 Schale/Eimer/Messbecher mit Wasser, Spülmittel, Büroklammer, Alufolie Wasserläufer können auf der Wasseroberfläche laufen (wegen der Oberflächenspannung) und schießen manchmal blitzschnell vorwärts. Aus ihrem Hinterteil geben sie einen kleinen Tropfen einer seifenähnlichen Flüssigkeit auf die Wasseroberfläche. Die Haut des Wassers reißt genau an dieser Stelle auf und schießt so den Wasserläufer nach vorn. Wickle eine Büroklammer in ein kleines Stück Alufolie und forme kleine Beinchen. Setze deinen Wasserläufer vorsichtig auf der Wasseroberfläche ab. Gib nun mit der Spritzflasche oder Pipette einen Tropfen Spülmittel direkt hinter das Insekt. Was passiert? Nimm den Wasserläufer aus dem Wasser und gib nun eine größere Menge Spülmittel in swasser. Wiederhole nun den Versuch. Der kleine Wasserläufer kann nun nicht mehr auf dem Wasser laufen. Warum? Der Wasserläufer drückt mit seinen Beinen kleine Dellen in die Wasseroberfläche. Wenn das Wasser durch Waschmittel verunreinigt wird, verändert sich die Oberflächenschicht. Dann können solche Insekten wie der Wasserläufer nicht mehr auf dem Wasser leben. 3. Wasserperlen Benötigt wird: 1 Schale/Eimer/Messbecher mit Wasser, Pipette Manchmal sieht man an tropfenden Stellen blitzende Wasserperlen über die Wasseroberfläche gleiten. Sie bilden sich durch die Oberflächenspannung des Wassers. Lasse kleine Tropfen von der Pipette ins Wasser gleiten wie von einer Baumknospe. Führe alle Versuche mit verschieden großen Behältnissen durch. Ist es ein Unterschied, ob man die Versuche mit einem kleinen Messbecher oder einer großen Schale macht? Schwimmen und Versinken Obwohl Schiffe groß und schwer sind, schwimmen sie auf dem Wasser. Eine kleine Murmel hingegen versinkt. Ob etwas schwimmt oder nicht, hängt nicht nur vom Gewicht ab, sondern vor allem davon, wie viel Wasser es verdrängt, d.h. wegschiebt. Versuche zum Schwimmen und Versinken: 1. Benötigt wird: ein Gefäß mit Wasser, 1 Murmel, Knetgummi Wirf die Murmel ins Wasser. Was passiert?
Forme aus der Knete eine Kugel. Wirf sie ins Wasser. Was passiert? Und wenn du beide gleichzeitig ins Wasser wirfst, was beobachtest Du? Hole die Murmel und die Knete wieder heraus. Forme aus der Knete ein schalenförmiges Floß. Lege es ins Wasser. 2. Belade das Floß mit Murmeln. Was passiert? 3. Schwere Gegenstände gehen im Wasser unter. So kann man ihren Rauminhalt bestimmen: wir lassen einen Stein o.ä. ins Wasser fallen und lesen ab, um wieviel ml der Pegel gestiegen ist. Nachweisen lässt sich dies, wenn man ein Gefäß, z.b. eine alte Dose oder Flasche ins Wasser drückt. Der Wasserstand steigt genau um die Menge, die man in die Dose oder Flasche füllen kann. Wieviel Wasser verdrängt ein Fuß? Eine Hand? 4. Wir probieren aus, welche Gegenstände schwimmen und welche nicht. Wie ist es bei festen Körpern: Holzklotz, Eisenteil, Münze, Glasscherbe, Kunsstoffgegenstände...? Was passiert mit Hohlkörpern: Dosen, Flaschen, Plastikball...? Stellt man die Beziehung zwischen Gewicht und Volumen (=Verdrängung) her, Wasser: 1l = 1kg, so kann man zeigen, warum manche Dinge schwimmen. 5. Verdrängtes Wasser Ein Gegenstand schwimmt, wenn er genug Wasser verdrängt. Aber wie viel Wasser ist genug? Sammle das verdrängte Wasser und wiege es. Es wiegt immer genauso viel wie der schwimmende Gegenstand: Benötigt wird: eine Küchenwaage, 1Messbecher mit Wasser, 1großes, hohes Glas, 1 kleines Glas, eine große Schale Nimm die Waagschale von der Waage weg und stelle die Waage auf Null ein. Setze die Waage in die große Schale. Stell das große Glas auf die Waage und fülle es randvoll mit Wasser. Notiere das Gewicht. Lass das kleine Glas sachte in das Wasser sinken. Es verdrängt Wasser, das überläuft. Das überlaufende Wasser wird in der Schale aufgefangen. Nimm das große Glas und die Waage vorsichtig aus dem Tablett. Lege die Waagschale wieder auf und stelle sie auf Null. Gieße das Wasser aus der Schale hinein, notiere das Gewicht. Notiere das Gewicht des verdrängten Wassers. Nimm die Waagschale dann weg und stell die Skala wieder auf Null. Wiege jetzt das kleine Glas. Es hat dasselbe Gewicht wie das verdrängte Wasser. Festes und Flüssiges Wenn wir im Messbecher zu 800 ml Wasser 200 ml Sand geben, wieviel sind es insgesamt? Warum sind es weniger als 1l? (Weil das Wasser in die Zwischenräume zwischen den kleinen Sandkörnern eindringt, die vorher mit Luft gefüllt waren. Deshalb ist der Effekt bei gröberem Sand auch deutlicher messbar.)
Was passiert, wenn wir Salz ins Wasser geben? Oh wo ist es denn plötzlich hin, man sieht es ja nicht mehr? Was löst sich in Wasser auf und was nicht? Wohin fließt das Wasser? (Schwerkraft, Saug- und Druckkraft) Wasser wird wie alle Körper auf der Welt von einer unsichtbaren Kraft, der Schwerkraft, gegen die Erdmitte gezogen. 1. Wasser fließt nach oben Mit diesem Experiment kann man zeigen, wie das Wasser den Gesetzen der Schwerkraft scheinbar ein Schnippchen schlägt und nach oben fließt. Benötigt wird: 2 Behälter, 1 Schlauch, 1 Trichter Ordne die beiden Behälter so an, dass der eine deutlich tiefer liegt als der andere. Den höheren Behälter füllst Du mit Wasser. Verschließe ein Ende des Plastikschlauches mit einem Finger und fülle ihn dann mit Hilfe des Trichters mit Wasser. Halte das mit dem Finger verschlossene Ende des Plastikschlauches in das Wasser des oberen Behälters und lege das andere Ende des Schlauches in die untere Schüssel. Wenn du den Finger wegnimmst, siehst du, wie das Wasser im Schlauch erst nach oben und von der oberen Schüssel in die untere fließt. Wie es funktioniert: Die beiden miteinander verbundenen Behälter bilden kommunizierende Gefäße. Der Wasserspiegel in beiden Gefäßen bildet dabei Teile einer einzigen waagerechten Ebene. Da die untere Schüssel aber sehr tief liegt, fließt alles Wasser in sie hinein. 2. Versuche zur Fließrichtung Benötigt werden: Schläuche, L-Verbindungen, Wandsaughaken mit Halterungen, Trichter, Spritzen, evtl. Lebensmittelfarbe oder Tinte Baut mit den Schläuchen und den L-Verbindungen Wasserwege. An die Enden der Schläuche befestigt ihr Trichter und/oder mit Wasser oder Luft gefüllte Spritzen. Experimentiert nun mit dem Einfüllen des Wassers, der Höhe der Schläuche und dem Druck der Spritzen. 1. Wasser fließt immer nach unten? Wir formen mit dem Schlauch und den Verbindungen ein Y und spritzen oder gießen an einem oberen Ende Wasser rein. An der Gabelung entscheidet sich das Wasser immer für den Weg nach unten. Jetzt nehmen wir einen Schlauch und formen ein U. Nun fließt das Wasser auf der anderen Seite wieder nach oben bis es auf beiden Seiten dieselbe Höhe erreicht hat. 2. Jetzt füllen wir die Spritze mit Luft und schließen sie an einem Ende fest an den Schlauch an. Was passiert, wenn wir die Luft in den Schlauch drücken? Was passiert umgekehrt, wenn wir die über dem Wasser stehende Luft auf einer Seite wegsaugen? 3. Strohhalm
Benötigt wird: Ein Gefäß mit Wasser, 1 Strohhalm Sauge etwas Wasser in einen Trinkhalm. Verschließ das obere Ende schnell mit einem Finger und ziehe den Halm in senkrechter Stellung aus der Flüssigkeit. Das ganze Wasser bleibt im Strohhalm drin. Wenn du den Finger vom oberen Ende des Strohhalms wegnimmst, fließt das Wasser aus, weil Luft in das obere Ende des Strohhalm gelangt und mit seinem Druck das Wasser zum Ausfließen bringt. 4. Glas im Wasser Benötigt wird: Schüssel oder Eimer, 1 Glas Lege ein Glas in eine wassergefüllte Schüssel, so dass es unter der Oberfläche verschwindet. Dann drehe es um. Hebe das Glas langsam hoch, wobei der Rand allerdings nicht über die Wasseroberfläche gelangen darf. Was geschieht? Versuche dann das Glas über die Wasseroberfläche zu heben. Was geschieht jetzt? Wie es funktioniert: Der Luftdruck wirkt auf die Oberfläche des Wassers und drückt etwas Wasser in den Becher hinein. Wenn dessen Rand aber über die Wasseroberfläche zu liegen kommt, kann der Luftdruck die Wassersäule nicht mehr länger halten, und das Wasser fließt aus dem Glas raus. Übrigens: mit einem kleinen Merlin-Wasserrad kann man auch die Antriebskraft von Wasser ausprobieren. Weitere Versuche zum Thema Wasser finden Sie in dem Buch: Die Wasser-Werkstatt Schau so geht das! Band 3, das ebenfalls über Merlin bezogen werden kann. Marienstätter Weg 27 53498 Bad Breisig Tel. & Fax.: (02633) 470150 Mobil.: 0171 / 236 2358 WWW.S-KLUTH.DE