Warum “beschlägt” der Spielgel?

Im Artikel “Warum friert der Weiher nicht von unten zu?” haben wir ja die drei Zustände von Wasser (fest, flüssig, gesförmig) erklärt. Beim warmen Wasser gehen also viele Wassserteilchen aus dem flüssigen Wasser in die Umgebungsluft über. Es entseht Wasserdampf. Oft sieht man diesen als ganz feine nebelartige Tröpfchen in der Luft.

Wenn nun ein Gegenstand, hier unser Spiegel, kälter ist als der Wasserdampf, “kondensiert” das Wasser dort. D.h. die heißen Wasserteilchen freuen sich, dass sie sich abkühlen können und setzten sich auf die kalte Oberfläche. Dort wachsen dann aus den einzelnen Wasserteilchen wieder kleine Wassertropfen. Diese verhindern, dass der Spiegel Euer Spiegelbild zeigt. Es sieht eher vernebelt aus.

Was passiert, wenn ich mit dem Finger darauf male?

Eigentlich kannst Du Dir die Antwort darauf selbst geben. Auf dem Spiegel sind ja viele kleine Wassertröpfchen. Wenn man mit dem Finger draufdrückt und zu malen beginnt, verschmieren die Tröpchen zu einem hauchdünnen Wasserfilm. Dein Bild entsteht. Dieser Wasserfilm ist meist so dünn, dass man auch wieder durchsehen kann.

Nach dem Duschen sinkt im Laufe der Zeit die Luftfeuchte wieder und der Spiegel beginnt abzutrocknen. Da die Wassertröpchen auf dem Spiegel eine größere Oberfläche haben, als die im Wasserfilm Deines Bildes. Daher können diese wieder schneller Wasserteilchen abgeben und verflüchtigen sich von der Oberfläche. Wenn Du nun kurz nach dem Duschen wartest bis der Spiegel trocken aussieht, und Du die Dusche wieder einschaltetst, dann siehst Du Dein Bild wieder! Um den Wasserfilm lagern sich wieder neue Tropfen ab, aber der Wasserfilm ist immer noch da.

Wenn Du aber ein paar Stunden nach dem Duschen nochmals heißes Wasser verdampfen lässt, ist die Figur oft nicht mehr oder nur noch schwer zu sehen. Dies liegt daran, dass dann auch der Wasserfilm verdampft ist. Einen Teil des Bildes kann man trotzdem erkennen. Der Grund hierfür ist, dass Du durch den Druck auf den Spiegel auch kleinste Hautschuppen und Hautfett abgibst. Das ist natürlich immer noch auf dem Spiegel und verhindert, dass sich neue Wassertropfen an dieser Stelle bilden.

Bitte lasst Euch bei diesem Versuch wieder von erwachsenen Betreuern helfen, da wir wieder mit Feuer hantieren!

Was brauchst Du?

2 Flaschen (am besten Glas, da schwer und stabil), 1 Stricknadel aus Metall, Feuerzeug/Kerze, 1 Stecknadel, Pappe

Durchführung

• Schneide Dir aus der Pappe einen kleinen Pfeil.
• Durchbohre den Pfeil an seinem Mittelpunkt mit der Stecknadel.
• Platziere nun die beiden Flaschen so, dass Du die Stricknadel darüber legen kannst, s.d. sie auf jeder Seite mindestens 3cm rausschaut.
• Lege die Stecknadel (mit Pfeil) auf eine Flasche drauf und darüber die Stricknadel (diese ist quase die Brücke zwischen den Flaschen).
• Jetzt musst Du nur noch die Stricknadel erhitzen.

Erklärung

In diesem Versuch spielt eine Mischung aus Physik und Chemie eine Rolle. Die Physik steht aber im Vordergrund. In dem  folgenden Bild ist dargestellt, was passiert. Die Stricknadel besteht aus vielen kleinen Eisenbausteinen. Im Normalzustand sitzen diese an einem bestimmten Platz und haben keine Lust sich richtig zu bewegen (oberes Bild).

Wenn Du ihnen aber “Feuer unter dem Hintern” machst, wird es ihnen schnell zu heiß und sie springen auf und versuchen sich Platz zu schaffen. D.h. der Abstand zwischen diesen Bausteinen wird größer. Die Wärmeausdehnung beginnt. Da in der Nadel aber mehr Teilchen in der Länge als in der Dicke sind, kann man diese Ausdehnung besser in der Länge beobachten. Wenn die Wärmequelle verschwindet wollen die Teilchen aber wieder zurück auf ihren alten Platz. Somit schrumpft die Nadel wieder in der Länge, weil der Abstand zwischen den Teiclhen wieder kleiner wird.

Was brauchst Du?

1 durchsichtige Kunststoffflasche, Wasser, ein Medikamenteröhrchen/Parfumfäschchen o.ä, ein Zündholz

Durchführung

• Fülle die Flasche randvoll mit Wasser ( das ist der einfache Teil)
• Nun nimm das Parfumfläschchen und fülle auch dieses mit Wasser (am einfachsten läßt Du Wasser in eine Schüssel laufen und drückst das Röhrchen mit der Öffnung nach oben ins Wasser).*
• Es sollte nur so viel Wasser in dem Röhrchen sein, dass es gerade noch schwimmt. Wenn Du es untertauchst, sollte es langsam wieder an die Oberfläche kommen
• Jetzt musst Du das Röhrchen mit der Öffnung nach unten in die Flasche stecken nd diese fest verschließen.
• Der “Effekt” wird sichtbar, wenn Du die Flasche drückst.

*Um die richtige Füllmenge im Röhrchen zu erreichen, kannst Du das Zündholz reinstecken, wenn Du das Röhrchen ins Wasser drückst. Ist zuviel Wasser drin, drehe das Röhrchen mit der Öffnung nach unten und wiederhole den Zündholztrick – das Wasser tropft nun heraus.

Erklärung

Der Taucher ist wieder ein physikalisches Phänomen. Du kannst Dir schon denken, dass die Luft dazu dient, das Röhrchen am Schwimmen zu halten. Aber warum taucht es ab, wenn man die Flasche drückt? Dies ist einfach. Der Druck, den Du ausübst wird direkt auf das Wasser übertragen. Das verdrängte Wasser will nun irgendwohin. Und der einzige Platz wo es sich reindrängen kann, ist das Röhrchen. Dabei wird die Luft zusammengedrückt und es fließt mehr Wasser hinein. Dadurch wird das Fläschchen schwerer und sinkt. Sobald der Druck nachläßt, dehnt sich die Luft wieder aus und das Röhrchen steigt nach oben.

Was brauchst Du?

Kochsalz, Sand, Schüssel, Wasser, 2 Teelichter, 1 Klammer und ein Feuerzeug bzw. Zündhölzer.

Durchführung

• Vermische die gleichen Mengen Salz und Sand in der Schüssel.
• Nun versuche diese Mischung wieder zu trennen. Na, klappt es? Vermutlich nicht
• Jetzt kommt der “Sole”-Trick.
• Schütte viel Wasser in die Schüssel und rühre das Gemisch ein paar Mal um.
• Entferne aus deinem der Teelichter den Wachs, s.d. die Aluminiumschale übrig bleibt.
• Klemme die Klammer an dieser Schale fest und biege sie leicht nach außen (sieht dann so aus, wie eine Pfanne).
• Zünde nun das zweite Teelicht an.
• Fülle jetzt ein wenig Wasser aus der Sole-Schüssel in die Teelichtpfanne.
• Danach musst Du nur noch die “Pfanne” über die Flamme halten und geduldig warten.

Erklärung

Salz und Sand haben  beide eine recht “körnige” Struktur. Die “Körner” sind einzelne Kristalle. Mit einer Lupe und einer spitzen Pinzette könntest Du die Kristalle voneinander trennen. Aber es geht ja auch einfacher, wie Du gesehen hast.

Jeder Kristall ist, wie ein Legowürfel, aus vielen einzelnen Bauteilen zusammengesetzt. Manche Bausteine sind so fest verbunden, als wären sie mit Sekundenkleber aneinander befestigt. Das wäre in diesem Experiment der Sand. Er löst sich in Wasser nicht auf. Kochsalz ist aber einfach nur  zusammengesteckt. Die Wasserteilchen sind nun aber in der Lage, die Salzwürfel in seine Einzelteile zu zerlegen. Diese Einzelteile sind nun so klein und leicht, dass sie in Wasser schwimmen. Somit löst sich das Salz in Wasser auf und der Sand nicht. Wenn Du nun dieses Salzwasser erhitzt, verdampft das Wasser und die Kristallbauteile bleiben zurück. Lustigerweise bauen sie sich nochmals zusammen, aber nicht so schön, wie sie am Anfang waren.

Denkst Du, Du kannst auf diese Weise eine Mischung aus Salz und Zucker trennen?

Bildquelle: http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-46719.html

Was brauchst Du?

1 Blatt Papier (DinA4), Schere, Holzspieß oder Stricknadel, Kleber  und Klebestreifen.

Durchführung

• Schneide zunächst 2 2cm breite Streifen entlang der längsten Seites des Papieres aus.
• Nun forme aus den Streifen je einen Kreis und klebe dort Streifenanfang- und Ende zusammen
• Danach musst du die beiden “Kreise”, im rechten Winkel versetzt, aneinanderkleben, so dass eine “Kugel” entsteht. (Einer der Kreuzungspunkte ist nun der Nord- , der andere ist der Südpol).
• Durchstoße beide Pole mit der Nadel
• Nun stecke die Nadel durch beide Pole durch, s.d. die Nadel die Erdachse ist.
• Jetzt klebe einen der beiden Pole mit dem Klebefilm an der Nadel fest (aber nur einen!!!)
• Wenn Du die Nadel nun schnell in Rotation versetzt, kannst Du einen interessanten Effekt beobachten.

Erklärung

Bei diesem Papierexperiment wirkt eine physikalische Kraft, die man (im Volksmund) Fliehkraft nennt. Diese bewirkt, dass das Papier am Äquator nach Außen gezogen wird. Den Effekt kannst Du bei dir selbst feststellen, wenn Du auf einer Kirmes in einem Karusell sitzt. Je schneller es sich dreht, desto stärker wirst Du nach außen gedrückt. Eben jenes Phänomen hast Du auch bei der Drehung der Erde, die in diesem Experiment durch die Papierstreifen dargestellt wird.

Was brauchst Du?

2 Eierbecher (am Besten aus Porzellan), 1 Ei

Durchführung

• Stelle beide Eierbecher direkt hintereinander.
• Lege das Ei in der vorderen Becher.
• Nun puste, so fest Du kannst, senkrecht von oben auf den Reand des Eierbechers.

Mit ein wenig Ablenkung durch Herumfuchteln mit den Armen und Händen sieht es suas wie ein Zaubertrick.

Erklärung

Durch das starke Pusten drückt sich die Luft zwischen Eischale und Eierbecher durch und sammelt sich in dem kleinen Hohlraum unter dem Ei. Da immer mehr Luft reingeblasen wird, steigt der Luftdruck unter dem Ei stark an und hebt dieses einfach hoch. Das gleiche Prinip (nur in einem Luftsack) verwenden auch Rettungsdienste, um schwere Lasten anzuheben.

Was brauchst Du?

1 Glas, 1 Bierdeckel, Wasser

Durchführung

• Fülle das Glas randvoll mit Wasser.
• Lege den Bierdeckel auf die Öffnung, s.d. die komplette Glasöffnung abgedeckt ist.
• Drehe das Glas vorsichtig um.
• Warte einen Moment und lass den Bierdeckel los.

Erklärung

Wenn das Glas nicht abgedeckt ist, kann das Wasser auslaufen, da anstelle des Wassers Luft “hineinläuft”. Der feuchte Bierdeckel verhindert nun, dass Luft in das Glas eindringen und gleichzeitig Wasser auslaufen kann. Dass der Deckel nun aber nicht abfällt, liegt nicht daran, dass im Glas ein Vakuum ist, was den Deckel ansaugt. Es liegt daran, dass unter dem Deckel eine dicke Luftschicht liegt, die von unten dagegendrückt.

Wenn Du auf dieser Seite nach “Luftdruck” suchst, wirst Du einige Experimente finden, die das veranschaulichen.

Was brauchst Du?

1 leere Flasche, einen Luftballon, heißes Wasser, Handtuch oder Kochhandschuh, Schutzbrille

Durchführung

• Fülle die Flasche mit dem heißen Wasser bis zum Rand. Aber Vorsicht! Nicht verbrennen!!!
• Nach 1-2 Minuten kannst Du die Flasche wieder entleeren.
• Nun musst Du schnell sein: Sobald das Wasser aus der Flasche ist, musst Du den Luftballon über die Öffnung der Flasche stülpen.
• Jetzt kurz warten – na gut, bis zum Ende des Versuchs dauert es gute 10 Minuten.

Erklärung

Hier haben wir es wieder mit dem “Vakuum” zu tun. Durch das heiße Wasser wird das Glas der Flasche erhitzt. Sobald das Wasser aus der Flasche ist, erwärmt die Flasche die Luft, die in die Flasche geströmt ist. Wir Du weißt, dehnt sich warme Luft aus und steigt dabei nach oben (den Luftteilchen wird einfach zu warm und sie fangen zu springen an. Daher wird der Abstand von Teilchen zu Teilchen größer = die Luft dehnt sich aus). Wenn Du jetzt den Luftballon auf die Flaschenöffnung stülpst, dann hast Du einen Teil der Luft “ausgeschlossen”. Wenn die Luft nun abkühlt, nähern sich die Luftteilchen wieder aneinander an. D.h. der Flascheninhalt schrumpft wieder zusammen. Dabei wird der Luftballon einfach in die Flasche gesaugt.

ähnliche Versuche:

•  Das Ei in der Flasche
•  Warum steigt das Wasser da freiwillig rein?

derzeit bin ich dabei binneugierig.de ein wenig zu überarbeiten. Hierzu habe ich mir, aus einer riesigen Menge an Templates, ein paar rausgesucht, die mir recht gut gefallen. Schaut sie Euch bitte mal an und stimmt dann auf Doodle unter folgendem Link ab.

Doodle-Umfrage

Die Umfrage wird am Wochenede beendet, s.d. ich im Februar das neue oder alte und überarbeitet Layout präsentieren kann.

Danke für Eure Hilfe

Das Original

Variante_1

Variante_2

Variante_3

Variante_4

Variante_5

Was brauchst Du?

1 Becher, Wasser, Seife, 1 Strohhalm

Durchführung

• Um die “Seifenblasenfüssigkeit” herzustellen gibt es verschiedene Methoden. Ich habe einfach ein Schnapsglas Wasser und ein paar Tropfen Handwaschlotion genommen. “Wissenschaftlichere” Alternativen findes Du weiter unten..
• Gehe nach draußen und such Dir einen kalten Stein.
• Tauche das Röhrchen in die Flüssigkeit und streife sie ein wenig ab.
• Nun vorsichtig in das Röhrchen pusten und dabei die  Blase auf dem Stein aufwachsen lassen.
• Den Rest erledigt Mutter Natur.

Auf http://coforum.de/?6524 habe ich ein paar nette Varianten zur “Seifenblasenflüssigkeit” gefunden:

Rezepte aus “Einfache Experimente mit Seifenblasen”

a) 200 g Neutralseifenreiniger (Frosch), 50 g Neutralspülmittel (Frosch) 50 g Glycerin (85%ig), 10 g Puderzucker, 700 ml dest. Wasser (zuerst Puderzucker in wenig Wasser lösen, weitere Komponenten sorgfältig einrühren, Lösung altern lassen)

b) 10 g Dioctylsulfosuccinat-Na-Salz, 400 g Puderzucker, 400 ml Glycerin (85%ig), 500 ml Wasser (zuerst Dioctylsulfosuccinat in 500 ml warmen dest. Wasser mit Hilfe eines Magnetrührers lösen, was einen Tag dauern kann, dann Puderzucker lösen, zuletzt Glycerin einrühren)

c) 12,5 g Na-Oleat, 300 ml Glycerin, 500 ml dest. Wasser (Rezept n. Plateau: Natriumoleat ins Wasser geben, einen Tag verschlossen im Dunkeln stehen lassen, nach einem Tag das Glycerin dazugeben, wieder eine Woche im Dunkeln stehen lassen, überstehende klare Lösung verwenden.

d) 1,4 g Triethanolamin, 100 g Glycerin (85%ig), 2 g Ölsäure (Rezept nach A. Kay: Komponenten mischen, in luftdichter Flasche im Dunkeln lagern (Gefahr der Oxidation der Ölsäure); nach 24 Stunden sollte die Lösung durchsichtig geworden sein, falls dies nicht der Fall ist, kann die erneute Zugabe von Triethanolamin helfen.

Binnen weniger Sekunden ist die Blase eingefroren. Dass dies stimmt, kannst Du leicht testen: Mit dem Finger reindrücken. Bei mir sah das so aus: