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Warum friert man, wenn man nass ist?

Warum friert man, wenn man nass ist? published on

Materialien

  • (Alkohol)-Thermometer
  • Wasser
  • Eis
  • Haarföhn oder Ventilator
  • Toilettenpapier oder Küchenputztuch

Versuchsdurchführung
ThermometerNimm das Thermometer und wickele am unteren Ende etwas Toilettenpapier um die “Ausdehnungskugel”. Feuchte das Toilettenpapier an. Merke Dir die angezeigte Temperatur. Nimm den Ventilator oder den Haarföhn und blase Luft auf das Thermometer. Wenn Du den Haarföhn nimmst, dann beachte, dass der Föhn nicht auf heizen stehen darf.

Was passiert?
Nach einiger Zeit fällt die Temperatur des Thermometers stetig ab.

Erklärung
Das Wasser verdunstet langsam. Um verdunsten zu können benötigt das Wasser jedoch Energie. Diese Energie entzieht es der Umgebung und damit dem Wasser im Toilettenpapier. Das Wasser im Toilettenpapier wird somit immer kälter und damit auch das Thermometer, welches den Temperaturabfall anzeigt. Dass das Wasser verdunstet, kannst Du übrigens auch sehen, wenn Du Dir einen Spiegel nimmst und diesen anhauchst. Der Spiegel beschlägt. In deinem warmen Atem befindet sich immer etwas Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit. Da der Spiegel kälter als Dein Atem ist, kondensiert die Luftfeuchtigkeit am Spiegel aus, da kalte Luft nicht soviel Luftfeuchtigkeit aufnehmen kann, wie warme Luft. Nach und nach verdunstet die Feuchtigkeit dann wieder.

Tipp
Feuchte einen Finger an und halte ihn senkrecht nach oben. Jetzt puste ihn an. Du spürst sofort, dass die Seite des Fingers, die Deinem Mund zugewandt ist, kühl wird. Beim Verdunsten oder Verdampfen einer Flüssigkeit wird Wärme verbraucht. Dein Atem beschleunigt das Verdunsten der Feuchtigkeit am Finger und man merkt selbst bei einem schwachen Luftzug den größeren Wärmeverlust auf der dem Luftzug zugewandten Seite. Wer nach dem Baden den nassen Badeanzug an behält, friert selbst bei Hitze. Das Wasser entzieht dem Körper die Wärme, die es zum Verdunsten braucht.

Weiterführende Informationen

Wie kann man die Flamme einer Kerze (noch) löschen?

Wie kann man die Flamme einer Kerze (noch) löschen? published on

(außer durch Auspusten oder löschen mit Wasser bzw. Sand)

Materialien

  • Teelicht, Streichhölzer
  • Glasschüssel mit hohem Rand
  • Essig, Teelöffel, Kaisernatron (gibt es im Supermarkt)
  • Reagenzglas oder Tasse

Versuchsdurchführung
Lara-Wie_kann_man_eine_Kerze_noch_aus_machenStelle das Teelicht in die Glasschüssel und zünde es an. Fülle einen Teelöffel gut halbvoll mit Kaisernatron und schütte das Pulver vorsichtig um das brennende Teelicht herum. Gib Essig in ein Reagenzglas und träufle den Essig vorsichtig auf das Pulver. Alternativ kannst Du auch statt 2+3 den Natron in eine Tasse geben, darauf Essig tropfen und das entstandene Kohlendioxid-Gas umschütten. Wiederhole den Versuch und stelle das Teelicht auf eine höhere Unterlage (z.B. die Tasse) und notiere, wie viel Kaisernatron Du nun brauchst.

Erklärung
Wie in dem Experiment Was braucht eine Kerze zum Brennen? festgestellt, benötigt eine Kerze zum Brennen Sauerstoff. Kaisernatron ist chemisch Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3). Das Kaisernatron zersetzt sich bei Zugabe von Essigsäure in Kohlendioxid und Natriumacetat. Das Kohlendioxid ist schwerer als Luft, weshalb es im Versuch mit der Tasse umgeschüttet werden kann. Das Kohlendioxid verdrängt die Luft in der Glasschüssel. Dadurch hat die Kerze keinen Sauerstoff zum Brennen mehr. Sie erlischt. Wenn die Kerze höher steht, benötigt man mehr Kohlendioxid, um den Sauerstoff aus der Schüssel zu verdrängen.

Zusatzversuche
Versuch A
Baue Dir selbst einen Feuerlöscher, indem Du in den Deckel einer Sprudelflasche ein Loch machst und darin einen Strohhalm luftdicht einklebst (z.B. mit Knetgummi). Jetzt gebe etwas Wasser in die Flasche. Der Strohhalm muss in das Wasser eintauchen. Nun werfe eine Brausetablette hinein. Und schraube schnell den Deckel auf die Flasche. Nach einiger Zeit hat sich genug Kohlendioxid gebildet und durch den Überdruck in der Flasche wird das Wasser heraus gespritzt.

Versuch B
Du kannst die Flamme einer Kerze auch mit einem Stück Stoff löschen. Normalerweise brennt Stoff. Da die Flamme jedoch sofort erlischt, sobald kein Sauerstoff mehr da ist, kann man die Kerze auch mit einem Stück Stoff löschen. Zünde hierzu eine Kerze an und werfe ein Stück Stoff (z.B. Handtuch) ausgebreitet (jeweils an 2 Ecken anfassen) über die Flamme. Achte dabei darauf, dass die Flamme nach dem Werfen komplett bedeckt sein muss. Die Flamme erlischt sofort und das Handtuch hat allenfalls eine kleine Wachsstelle, wo flüssiges Wachs in das Handtuch eingedrungen ist. Es ist ansonsten aber unversehrt.

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Kann man Luft von einem Glas in das andere umfüllen ?

Kann man Luft von einem Glas in das andere umfüllen ? published on

Materialien

  • 2x Gläser
  • Wasser-gefüllte Schüssel
  • Strohhalm (für Versuch 2)

Anmerkung
Lupe-Logo-HeaderViele werden sagen, das geht nicht. Du weisst es aber besser. Unter Wasser kann man Luft von einem in das andere Glas umfüllen.

Versuch 1
Tauche ein Glas mit der Öffnung nach oben unter Wasser, so dass die gesamte Luft aus dem Glas entweicht. Jetzt drehe das Glas herum, so dass die Öffnung nach unten zeigt. Ein zweites Glas tauchst Du mit der Öffnung nach unten ins Wasser ein. In dem Glas ist noch Luft enthalten. Jetzt tauche das mit Luft gefüllte Glas etwas tiefer ins Wasser, als das mit Wasser gefüllte Glas. Wenn du nun das Glas ein wenig kippst, entweicht die Luft aus dem Glas. Hältst Du das mit Wasser gefüllte Glas über die aufsteigenden Luftblasen, so kannst Du wirklich die Luft aus dem einen Glas in das andere Glas umfüllen.

Versuch 2
Tauche ein Glas mit der Öffnung nach oben unter Wasser, so dass die gesamte Luft aus dem Glas entweicht. Jetzt drehe das Glas herum, so dass die Öffnung nach unten zeigt. Mit einem Strohhalm mit Knick, dessen Öffnung Du unterhalb des Glases in das Wasser eintauchst, kannst Du nun durch Hineinblasen alles Wasser aus dem Glas herauspusten.

Erklärung
In einem scheinbar leeren Glas ist nicht wirklich nichts. In dem Glas befindet sich immer Luft. Diese Luft kann unter Wasser von einem Glas in das andere umgefüllt werden. Im Versuch 2 kann man die Luft, die in der eigenen Lunge ist, durch den Strohhalm in das Glas befördern. Da an einem Ort nicht zwei Dinge gleichzeitig sein können, drückt die in das Glas eingepustete Luft das Wasser aus dem Glas heraus. Am Ende befindet sich nur noch Luft im Glas.

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Wieso kann ein Hubschrauber ohne Flügel fliegen?

Wieso kann ein Hubschrauber ohne Flügel fliegen? published on

Materialien

  • einen Bleistift
  • ein Stück Pappe
  • eine Schere

Versuchsdurchführung
papierhubschrauberBastel Dir aus einem langen Steifen Pappe Rotorblätter für einen Hubschrauber. Hierzu schneidest Du die Rotorblätter an den dicken Linien ein und knickst die schraffierte Fläche leicht nach unten. Am schwarzen Punkt machst Du ein Loch. Hierfür nimmst Du ein Stück Knete und legst es unter den Rotor. Jetzt kannst Du mit einem Bleistift von oben durch die Pappe stechen.

Schiebe den Bleistift etwa zu zwei Drittel durch die Pappe. Halte den Bleistift zwischen beiden Handflächen, so dass die Pappe oben ist. Nun schiebe eine Hand schnell nach vorne.

Was passiert?
Der Bleistifthubschrauber fängt an zu fliegen.

Erklärung
Hubschrauber-Flügel sind sehr schmal. Man nennt sie Rotorblätter. Sie werden von einem Motor mit sehr großer Geschwindigkeit um eine Achse gedreht. Ähnlich wie beim Flugzeug entsteht über dem Rotorblatt ein Unterdruck und darunter ein Überdruck. Dadurch wird der Hubschrauber in die Höhe gehoben.

Im Schwebeflug beträgt der vom Rotor erzeugte Auftrieb genauso viel, wie die Gewichtskraft des Hubschraubers, die ihn nach unten zieht. Will der Hubschrauber an Höhe gewinnen, so muss der Pilot den Auftrieb erhöhen. Der Auftrieb wird dadurch erhöht, dass der Pilot den Winkel, in dem die Rotorblätter stehen, vergrößert. Will der Hubschrauber hingegen landen, muss der Winkel verringert werden.

Dass ein Hubschrauber auch ohne Motor nicht abstürzt, könnt ihr in der Kopfball-Folge vom 14.11.2010 sehen.

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Wieso fliegen Segelflugzeuge

Wieso fliegen Segelflugzeuge published on

Materialien

  • einen möglichst rund aufgeblasenen Luftballon
  • Haartrockner

Versuchsdurchführung
luftballon-foenSchalte den Haartrockner ein und halte ihn so, dass die Luft nach oben zur Decke austritt. Jetzt bringe den Luftballon vorsichtig in den Luftstrom.

Was passiert?
Der Luftballon steigt ein wenig im Luftstrom an, tänzelt dann, um danach fast bewegungslos auf der Stelle stehen zu bleiben. Wenn Du Dich mit dem Haartrockner bewegst, dann folgt Dir der Luftballon in entsprechendem Abstand (Achtung: Achte auf das Stromkabel). Der Ballon scheint im Luftstrahl des Haartrockners gefangen zu sein. Das geht übrigens auch mit mehreren Luftballons und mit leichten Bällen!

Erklärung
Klar ist, dass der Luftstrom des Haartrockners den Luftballon nach oben drückt. Aber eine weitere Kraft hält ihn in der Mitte fest. Der Luftballon ist praktisch ein doppelter Flugzeugflügel. Wenn die Luft des Haartrockners an der Haut des Luftballons vorbei strömt, entsteht dort ein Unterdruck. Aber weil der Luftballon nicht nur gewölbt, sondern auch rund ist, entsteht dieser Unterdruck überall und überall gleich stark. Dadurch wird der Luftballon im Luftstrahl stabilisiert. Er kann sich nicht entscheiden, in welche Richtung er sich bewegen soll, da er ja nach außen in alle Richtungen gezogen wird.

Im Gegensatz zum Luftballon sind die Flügel eines Segelflugzeugs nicht rund, sondern genauso geformt, wie bei einem Flugzeug. Deshalb bleibt es auch nicht einfach in der Luft stehen, sondern gleitet durch die Luft. Dem Segelflugzeug fehlt jedoch der Propeller, so dass es nicht von alleine starten kann und deshalb anfangs mit einem Propellerflugzeug erst einmal auf Flughöhe geschleppt werden muss. Danach fliegt das Segelflugzeug stetig nach unten und wird durch warme aufsteigende Luft wieder nach oben angehoben.

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Wieso fliegen Flugzeuge?

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Materialien

  • einen Haartrockner
  • einen aus Papier hergestellten Flügel
  • Strohhalm-Stücke
  • ein bisschen Paketkordel

Versuchsdurchführung
luft_fluegelNimm ein längs halbiertes DIN A4-Blatt und klebe die schmalen Enden so zusammen, dass die obere gebogene Fläche etwa 1 1/2 mal so lang ist, wie die untere gerade Fläche. Mach oben und unten ein Loch in den Flügel und klebe mit Tesafilm ein Stück Strohhalm in die Mitte des Flügels. Führe die Paketkordel durch den Strohhalm und befestige die Kordel oben und unten. Notfalls kannst Du das auch zu zweit ausprobieren. Einer hält fest, der andere nimmt den Haartrockner. Puste nun mit dem Haartrockner von vorne oder leicht schräg unten auf den Flügel.

Was passiert?
Flügel bewegt sich nach oben. Das Flugzeug steigt nach oben.

Erklärung
Wie im Experiment „Kann man mit Luft etwas bewegen?“ fließt die Luft oberhalb des Flügels schneller als unterhalb des Flügels. Dadurch entsteht oberhalb jedoch ein Unterdruck, der den Flügel anhebt.

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Wie fliegt eine Rakete?

Wie fliegt eine Rakete? published on

Materialien

  • eine 330/500ml Flasche
  • zwei verschieden dicke Strohhalme
  • Knete

Versuchsdurchführung
Wie fliegt eine RaketeMache ein Loch in der Größe des kleineren Strohhalms in den Deckel der Flasche. Stecke den Strohhalm in das Loch und dichte dieses mit Knete luftdicht ab. Dichte ein Ende des größeren Strohhalms ebenfalls mit Knete ab und stecke den größeren Strohhalm auf den Strohhalm, der in der Flasche steckt.
Schraube den Deckel zu und presse dann die Flasche kräftig zusammen.

Was passiert?
Der Strohhalm schießt nach oben, wie eine Rakete.

Erklärung
In der Flasche befindet sich Luft. Wenn Du die Flasche zusammendrückst, dann hat die Luft nicht mehr genug Platz in der Flasche und sie entweicht durch die einzige vorhandene Öffnung, nämlich nach oben in den Strohhalm.

Im Strohhalm ist ebenfalls nicht genug Platz, da Du diesen ja am oberen Ende mit Knetgummi verschlossen hast. Der Strohhalm sitzt jedoch locker auf der Flasche, so dass die entweichende Luft den Strohhalm nach oben pustet.

Bei einer Rakete befindet sich die „überschüssige“ Luft in der Rakete. Der Treibstoff wird verbrannt und die heißen Abgase strömen am Fuß der Rakete aus der Düse.

Die Rakete benötigt übrigens keine Flügel, da sie sich allein durch den Rückstoß vorwärts bewegt. Lediglich am Fuß ist es sinnvoll ein Leitruder anzubringen, um der Rakete einen geraden Flug zu ermöglichen (sie fliegt aber auch ohne).

Weiterführende Informationen

Kann man mit Luft etwas bewegen?

Kann man mit Luft etwas bewegen? published on

Materialien

  • mehrere Blätter Papier
  • Strohhalm
  • 2 Bücher

Versuch 1
Puste auf Deine Hand. Du kannst die aus Deinem Mund herausströmende Luft deutlich spüren.

Versuch 2
luft_faecherFalte aus dem Papier einen Fächer. Hierzu nimmst Du ein Blatt Papier und faltest einen 1 cm breiten Streifen um. Drehe das Papier auf die Rückseite und falte wieder einen 1 cm breiten Streifen um. Das machst Du solange, bis das Blatt Papier komplett gefaltet ist. Mit einer Büroklammer kannst Du ein Ende zusammenheften. Mit dem auf dem offenen Ende auseinander geklappten Fächer kannst Du Dir nun ebenfalls Luft zu fächeln.

Versuch 3
luft_pustenNimm ein Blatt Papier und halte es an den beiden kurzen Ecken mit jeweils einer Hand fest und puste über die Oberfläche des Blattes. Das Blatt hebt sich nach einiger Zeit an und steht fast waagerecht in der schnell strömenden Luft.

Versuch 4
luft_pusten1Wenn Du ein weiteres Blatt auf zwei Bücher legst und (mit einem Strohhalm) zwischen die beiden Bücher pustest, dann bewegt sich das Blatt, anders als erwartet, nach unten.

Erklärung
Oberhalb und unterhalb des Blattes „drückt“ zu jeder Zeit die Luft auf das Blatt (man nennt diesen ja schließlich auch Luftdruck). Pustest Du nun auf einer Seite des Blattes, so pustest Du die vorhandene Luft weg. Die Luft bewegt sich auf dieser Seite sehr schnell und übt daher weniger Druck auf diese Blattseite aus. Auf der anderen Seite ist jedoch noch genau der gleiche Druck vorhanden, der nun das Blatt in Versuch 3 nach oben und Versuch 4 nach unten drückt.

Weiterführende Informationen

Wie lenkt ein Hubschrauber?

Wie lenkt ein Hubschrauber? published on

Materialien

  • Bleistift
  • Stück Pappe
  • Schere

Versuchsdurchführung
papierhubschrauberBastel Dir aus einem langen Steifen Pappe Rotorblätter für einen Hubschrauber. Hierzu schneidest Du die Rotorblätter an den dicken Linien ein und knickst die schraffierte Fläche leicht nach unten. Am schwarzen Punkt machst Du ein Loch. Hierfür nimmst Du ein Stück Knete und legst es unter den Rotor. Jetzt kannst Du mit einem Bleistift von oben durch die Pappe stechen.

Schiebe den Bleistift etwa zu zwei Drittel durch die Pappe. Halte den Bleistift zwischen beiden Handflächen, so dass die Pappe oben ist.

Soll der Hubschrauber nach oben fliegen, so halte den Bleistift senkrecht. Soll der Hubschrauber nach links, rechts oder vorne fliegen, so neige den Bleistift in die gewünschte Richtung. Jetzt drehe den Bleistift schnell zwischen beiden Handflächen und lass ihn dann los.

Erklärung
Die geneigten Rotorblätter erzeugen nicht nur den Auftrieb, damit der Hubschrauber in der Luft bleibt, sondern sorgen auch gleich dafür, dass der Hubschrauber in die Richtung fliegt, in der die Rotorblätter geneigt sind.

Weiterführende Informationen

Was passiert, wenn man Wasser in einen Trichter gießt?

Was passiert, wenn man Wasser in einen Trichter gießt? published on

Materialien
trichter

  • Schale
  • 2 Plastikbecher (möglichst durchsichtige) oder
  • 1 Plastikflasche, Gummistopfen mit Loch und Trichter
  • ggf. etwas Klebeband zum Abdichten
  • Kanne mit Wasser

Versuchsvorbereitung
Schneide von dem einen Plastikbecher den Boden ab und mache ein kleines Loch in den zweiten Plastikbecher. Jetzt stelle den Plastikbecher ohne Boden mit der großen Öffnung nach unten in die Schale. Den zweiten Plastikbecher stellst du in das große Loch im Boden des ersten Bechers, so dass der obere Becher als Trichter fungiert. Alternativ dazu kannst Du auch eine Plastikflasche nehmen, in die du einen Gummistopfen gesteckt hast. In dem Loch des Gummistopfens steckt der Trichter.

Was passiert, wenn Du mit der Kanne Wasser in den Becher bzw. Trichter kippst ?
Fließt es sofort durch, bleibt es oben stehen oder fließt die Hälfte in den unteren Becher und der Rest bleibt im oberen Becher ?

Versuch 1
trichterKippe mit der Kanne möglichst schnell Wasser in den oberen Becher bzw. Trichter und achte genau darauf, was mit dem Wasser passiert. Halte dabei mit der anderen Hand den unteren Becher bzw. die Flasche fest.

Was passiert?
Das Wasser läuft nicht vollständig aus dem oberen Becher bzw. Trichter heraus.

Erklärung
In dem unteren Becher bzw. in der Flasche ist vor dem Einfüllen von Wasser Luft enthalten. Schüttest Du nun Wasser von oben hinein, so kann die Luft zu einem gewissen Anteil zusammengedrückt werden. Aber irgendwann ist Schluss damit und kein weiteres Wasser fließt nach unten, obwohl im unteren Becher bzw. in der Flasche scheinbar noch genug Platz ist.

Versuch 2
Schüttele die Becher/Flaschenkonstruktion ein wenig.

Erklärung
Wenn du das Loch im oberen Becher groß genug gemacht hast, „blubbert“ Luft von unten nach oben durch das Loch und es kann wieder etwas Wasser nach fließen.

Weiterführende Informationen

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