Arbeitsblatt: Wasserexperimente

Wasserexperimente 1 Wasser fliesst bergauf! 2 Wasserdruck 3 Der Tauchwettbewerb 4 Wasser verbiegen 5 Die Wasserlupe 6 Motorboot aus Papier 7 Pfefferwasser 8 Schichtwechsel 9 Musik machen mit Gläsern 10 Mit Zucker und Tinte 11 Bunte Filzstifte Wasser fliesst bergauf! Kannst du dir vorstellen, dass das Wasser aus deinem Glas durch den Strohhalm in ein anderes Glas fließt? Ohne dass du daran die ganze Zeit saugst? Nicht, dann mal los, der Versuch ist ganz einfach. Alles was du brauchst: 2 Gläser 1 Box (ca. so gross wie Glas) 1 Strohhalm zum Knicken So funktionierts! 1. 2. 3. 4. Stelle die Kiste auf den Tisch, mit dem Boden nach oben. Ein Glas füllst du mit Wasser und stellst es vorsichtig auf die Box. Das andere stellt du auf den Tisch, so dass es tiefer steht als das Glas auf der Box. Halte den Strohhalm in das volle Glas und sauge an ihm. Ist der Strohhalm mit Wasser gefüllt, hältst du das Ende an dem du gesaugt hast mit einem Finger zu. Halte nun den Strohhalm in das noch leere Glas und nimm den Finger von der Öffnung. Kiste Erklärung Scheinbar fließt das Wasser bergauf! Die Erklärung ist nicht so schwierig wie du meinst. Das Gewicht des Wasser im zweiten, etwas längeren Teil des Strohhalms ist ein wenig größer als der Teil des Strohhalms, der im Wasser eingetaucht ist. Das Wasser läuft aus dem längeren Teil ab, weil eine Kraft (die sogenannte Kohäsionskraft) dafür sorgt, dass das Wasser zusammen bleibt. Die Wasserteilchen im längeren Teil ziehen sozusagen das Wasser aus dem kürzeren Teil hinterher. Daher kann das Wasser auch bergauf fließen, weil oben am Knick das Wasser in dem längeren Strohhalmstück das Wasser aus dem kürzeren Stück mit auf seine Seite zieht. Wasserdruck Du brauchst: 1 leere Plastikflasche (gut geeignet sind 1,5 Flaschen) 1 Nadel 1 Tesafilm („Kleberli) 1 Schüssel 1 Stuhl oder einen kleinen Tisch um die Flasche darauf zu stellen Wasser Nimm die leere Plastikflasche und stich einfach mit Hilfe der Nadel ein Loch in ca. 3-4 cm Entfernung vom Flaschenboden in die Wand! Nun stichst du ein zweites Loch etwa 20 cm über dem ersten Loch! Mit den beiden Tesastreifen verschließt du wieder die Löcher und füllst die Flasche mit Wasser! Stell nun die gefüllte Flasche auf den Stuhl (Tisch) und die Schüssel davor! Löse nun die Tesastreifen! Welcher Wasserstrahl ist stärker? Erklärung Der untere Strahl ist stärker als der obere Wasserstrahl. Das Gewicht des Wassers übt Druck aus auf die unteren Regionen. Dadurch ist oben weniger Druck als unten. Also ist der obere Wasserstrahl nicht so stark wie der untere Der Tauchwettbewerb Du benötigst: 1 Papierserviette 1 Schere 2 Gläser mit Wasser etwas Spülmittel Zuerst schneidest du aus der Serviette zwei gleich große Männchen (die Taucher) aus. Dann wettest du mit jemandem, dass dein Taucher schneller im Wasser versinkt, als seiner oder ihrer. Wenn Ihr die Taucher dann zu Wasser lasst, wird großes Staunen aufkommen, denn das klappt. Allerdings nur, wenn du in dein Glas vorher eine Spur Spülmittel gibst. Das benetzt nämlich das Papier viel besser, als Wasser ohne Spülmittel. Deshalb saugt sich dein Taucher schneller voll und geht schneller unter. Wasser verbiegen Du brauchst für dieses Experiment: 1 Kugelschreiber aus Plastik Wasserhahn Du hast bestimmt schon mal beobachtet, dass Kugelschreiber zum Beispiel kleine Papierschnipsel anziehen, wenn man sie vorher an einem Wollpullover gerubbelt hat. Genauso zieht solch ein geriebener Kugelschreiber auch einen Wasserstrahl an. Also reibe den Kugelschreiber mehrmals an deinem Wollpullover. Dann drehst du den Wasserhahn ganz schwach auf. Wenn du nun den Kugelschreiber dicht an den Wasserstrahl hältst, wird er total verbogen. Noch mehr Spaß macht das mit zwei Kugelschreibern, denn dann kannst du ihn noch verrückter verbiegen. Tipp: Wenn es mit dem Kuli nicht so recht funktionieren will, klappt das auch ganz prima mit einem Luftballon, den du an Wolle reibst oder an den Haaren. Erklärung Du hast dir sicher schon gedacht, dass der Kugelschreiber elektrisch geladen wird, wenn du ihn an deinem Pullover reibst. Ganz genau so ist das. Dass er dann andere geladene Teile anzieht, ist ja auch noch verständlich, aber Wasser ist doch nicht geladen oder doch? Naja, irgendwie schon. Die Moleküle des Wassers haben einen ganz besonderen Aufbau. Sie sind zwar insgesamt elektrisch neutral also nach außen nicht geladen aber sie besitzen zwei verschieden geladene Seiten. Eine Seite ist negativ geladen, die andere positiv. Das gleicht sich zwar insgesamt aus, aber wenn du nun den geladenen Kugelschreiber in die Nähe des Wasserstrahls bringst, drehen sich die Wassermoleküle alle so hin, dass die negativen Pole dem Kugelschreiber zugewandt sind. (Der ist nämlich positiv geladen.) Nun ist die eine Seite des Wasserstrahls anders geladen als die andere, und der Kugelschreiber kann nun die Seite, die entgegengesetzt zu ihm geladen ist, zu sich heranziehen. Dadurch biegt sich der Strahl zum Kugelschreiber hin. Die Wasserlupe Du brauchst: 1 Stück Karton 1 Folie Wasser Aus dem Stück Karton schneidest du dir deine Lupe. Hinter das runde Loch in der Mitte klebst du die Folie. Frischhaltefolie kannst du am besten mit Tesa-Film („Kleberli) ankleben. Noch besser ist selbstklebende Bücherfolie. Auf die Folie gibst du dann den Wassertropfen. Nun kannst du vergrössern! Durch die Wölbung des Tropfens wird alles vergrössert, was du durch den Wassertropfen anschaust! Motorboot aus Papier Du brauchst für das Experiment: 1 Schiff aus Papier (fast egal, wie es aussieht Hauptsache es schwimmt) etwas Spülmittel 1 Stück Seife Lass zuerst das Boot ins Wasser, feuchte eine Fingerkuppe mit etwas Spülmittel an und halte den Finger hinter deinem Boot ins Wasser. Du wirst sehen, dass es sich blitzschnell von deinem Finger wegbewegt. Du kannst natürlich auch einen dauerhaften Antrieb für dein Boot bauen, indem du ein Stückchen Seife an das Heck montierst. Das ist etwas schwierig und erfordert etwas handwerkliches Geschick, aber es ist eine lohnenswerte Arbeit. Statt des Papierbootes kannst du sehr gut eine Walnussschale verwenden. Am Ende kannst du dann ein längliches Stück Papier anbringen, das dann ein Stückchen ins Wasser hängt. Wenn du nun einen kleinen Klecks Spülmittel auf dieses Papier gibst, fährt es tatsächlich einige Zeit allerdings nur bis sich das Spülmittel auf der gesamten Oberfläche verteilt hat, dann verschwindet der Effekt wieder. Erklärung An den Stellen, wo die Oberflächenspannung vom Spülmittel oder der Seife zerstört wurde, ist die Anziehungskraft geringer, und das Wasser unter dem Boot wird von der anderen Seite stärker angezogen und nimmt das leichte Boot mit. Pfefferwasser Wusstest du, dass Pfeffer Angst vor Spülmittel hat? Das kann man ganz leicht zeigen: Du brauchst dazu: 1 Wasserglas Spülmittel Pfeffer Wasser Fülle ein Glas mit Wasser und streue etwas Pfeffer auf die Oberfläche. Wenn du nun einen Tropfen Spülmittel in die Mitte gibst wirst du sehen, dass der Pfeffer sich blitzschnell davon wegbewegt. Erklärung Das Ganze hat wieder mit der Oberflächenspannung des Wassers zu tun. An den Stellen, wo das Spülmittel im Wasser schwimmt, ist die Oberflächenspannung zerstört, und es herrscht keine Anziehung mehr zwischen den benachbarten Wassermolekülen. Nur noch die Moleküle außerhalb der Zone mit dem Spülmittel können ziehen. Und da der Pfeffer auf dem Wasser schwimmt, wird er mitgezogen. Schichtwechsel Hast du dir schon einmal überlegt, warum manche Gegenstände im Wasser versinken, in einer anderen Flüssigkeit aber schwimmen? Mit diesem tollen Experiment kannst Du in einem einzigen Gefäß einem bunten Cocktail aus verschiedenen Flüssigkeiten mixen und dabei eine Menge über sie herausfinden. Du brauchst folgende Dinge: 1 Glas gefärbtes Wasser heller Sirup Speiseöl Legobaustein, Schraube Nudel, Haselnuss Und so geht: Gib als erstes den Sirup in den Becher. Fülle ihn zu einem viertel. Als nächstes kommt die selbe Menge Speiseöl und nun noch genauso viel von dem gefärbten Wasser. Warte bis sich die verschiedenen Flüssigkeiten in Schichten abgesetzt haben und gib dann die Gegenstände ins Gefäß, um herauszufinden, welche davon schwimmen. Erklärung Die Flüssigkeiten vermischen sich nicht, sondern bilden drei Schichten, nämlich: der Honig unten, das Wasser in der Mitte und ganz oben das Öl. Das kommt daher, dass manche Flüssigkeiten leichter sind als andere. Man sagt: sie haben eine geringere Dichte. Eine leichte Flüssigkeit schwimmt über der schwereren oder derjenigen, die eine größere Dichte besitzt. Öl hat also eine geringere Dichte als Wasser und das Sirup. Auch die Gegenstände, die du in das Gefäß wirfst, haben eine bestimmte Dichte. Daher kannst du beobachten, dass einige der Dinge ganz untergehen, während andere in unterschiedlichen Höhen schwimmen Musik machen mit Gläsern Du brauchst: mehrere dünnwandige Gläser Wasser Fülle die Gläser mit unterschiedlich viel Wasser. Feuchte deine Finger an, und fahre langsam am Rand eines Glases entlang. Du solltest dabei das Glas unten festhalten und deinen Finger auf den Rand des Glases etwas drücken. Wenn zunächst kein Ton zu hören ist, versuche vorsichtig den Druck auf das Glas zu erhöhen. Was passiert? Wenn du den richtigen Druck hast und das Glas geeignet ist, gibt es singende Töne von sich! Es klappt manchmal nicht sofort, du musst etwas probieren. Aber dann kannst du mit verschiedenen Gläsern eine Melodie spielen! Erklärung Durch das Reiben mit dem Finger über den Glasrand fängt das Glas an zu schwingen. Diese Schwingungen erzeugen einen Ton. Je nachdem, wieviel Wasser im Glas ist, gibt es einen anderen Ton. Also: Mehr Wasser im Glas erzeugt tiefere Töne, weniger Wasser erzeugt höhere Töne. Was erzeugt den Ton? Das Glas erzeugt den Ton! Es kann schneller schwingen, wenn weniger Material bewegt wird. Ist Wasser im Glas muss dieses mitbewegt werden und deshalb ist die Schwingung langsamer. Die Frequenz, das ist die Anzahl der Schwingungen in einer Sekunde, wird kleiner. Je kleiner die Frequenz, desto tiefer der Ton. So kannst du eine kleine Melodie spielen! Mit Zucker und Wasser Mit diesem Versuch kannst du wunderbare Farbeffekte erschaffen Du brauchst folgendes Material: 1 weisser Teller 3 Zuckerwürfel 3 verschiedenfarbige Tinten Durchführung: Fülle einen flachen Teller mit Wasser. Auf den Zuckerwürfel gibst du vorsichtig ein paar Tropfen Tinte. Dann stellst du den Würfel in die Mitte des Tellers und zwar mit der gefärbten Seite nach unten. Das Farbenspiel kann beginnen! Erklärung Zucker und Tinte lösen sich unterschiedlich schnell im kalten Wasser auf. Tinte löst sich langsamer als Zucker auf. Während sich der Zucker für unser Auge unsichtbar verteilt, nimmt er die Tinte sozusagen huckepack mit. Und dabei entstehen die Farbschlieren. Bunte Filzstifte Welche Farbe hat ein blauer Filzstift? Und welche Farbe hat ein Brauner Filzstift? Finde es bei diesem Experiment heraus Du benötigst: 1 flacher Teller mit Wasser verschiedene Filzstifte Löschpapier oder Kaffeefilter Zuerst malst du auf das Löschpapier mit den Filzstiften, die du untersuchen willst, dicke Punkte in einer Reihe, etwa 1- 2 cm vom Rand entfernt. Dann tauchst du den Rand des Papiers ins Wasser, aber so, dass die Farbpunkte selbst gerade noch über der Wasseroberfläche sind. Wenn das Löschpapier nun das Wasser aufsaugt, werden die Farbpunkte in ihre verschiedenen Farben getrennt. Wenn das Papier getrocknet ist, kannst du das am besten erkennen. Erklärung Tja, wie du dir sicher denken kannst, ist der Versuch nicht ganz auf unserem Mist gewachsen. Es handelt sich vielmehr um ein sehr weit verbreitetes Verfahren zur Stofftrennung. Der Profi-Physiker (und vor allem der Chemiker) sagt dazu CHROMATOGRAPHIE. Eigentlich ist das Verfahren gar nicht so spektakulär. Das Wasser wird vom Papier aufgesaugt und weiter transportiert. Dabei verdünnt es die Filzstiftfarbe und nimmt sie auf seinem Weg mit. Dabei verdunstet immer mehr Wasser und ein Teil der Farbe bleibt am Papier wieder hängen. Die einzelnen Farben sind verschieden leicht vom Wasser zu transportieren, also können sie verschieden weit mitgenommen werden. Am Ende bildet jede Farbe einen Streifen auf dem Papier. In professionellen Forschungslaboren wird ein ähnliches Verfahren genutzt, um Gase zu untersuchen. Sinnigerweise heißt es Gaschromatographie. Dabei wird das Gas durch ein kompliziertes Röhrensystem geschickt. Dort können sich die einzelnen Bestandteile unterschiedlich schnell vorwärts bewegen. Einige bleiben in den Röhren mehr hängen, andere weniger. Am Ende kann man am Gerät ablesen, wie lange ein Bestandteil gebraucht hat, um durch die gesamte Röhre zu kommen. Daraus kann man dann berechnen, um welchen Stoff es sich gehandelt hat.