Feuer – Blog von Andreas Blümel und dem Forscherquartett

Wie bringt man einer Kerze das Wippen bei?

23. Februar 2013 AndreasB

Materialien

dicker Strohhalm und 2 Geburtstagskerzen oder eine lange Kerze
Stricknadel
Feuerzeuge

ACHTUNG!
Unbedingt feuerfeste Unterlage (z.B. Backblech) benutzen und Wasser zum Löschen bereithalten.

Versuchsdurchführung
Lara-Wie_bringt_man_Kerzen_das_Wippen_bei Nimm zwei Geburtstagskerzen und stecke sie in einen langen Strohhalm. Wenn du keine Geburtstagskerzen hast, dann kannst du auch eine dünne lange Kerze nehmen. Halte ein Feuerzeug an das Ende, an dem kein Docht ist. Lass so lange Wachs herunter tropfen, bis der Docht erscheint. Stecke nun eine Stricknadel durch die Mitte der Kerze bzw. den Strohhalm. Das Gebilde stellst du dann auf zwei Konservendosen unter die Du vorher Backpapier gelegt hast. Achte darauf, dass die Kerzen zu Anfang im Gleichgewicht sind. Zünde nun (mit Hilfe Deiner Eltern oder eines Freundes) beide Kerzen gleichzeitig an. Warte einige Zeit und schau Dir das Schauspiel an.

Was passiert?
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Erklärung
Die Kerze stellt einen zweiarmigen Hebel mit der Stricknadel als Achse dar, bei dem die Länge sich ständig verändert. Im Ausgangszustand ist die Kerze austariert. Wenn nun jedoch das Wachs anfängt zu schmelzen und heruntertropft, wird die Kerze auf dieser Seite leichter und wippt zur anderen Seite. Dadurch ist dort die Kerzenflamme jedoch näher am Wachs und schmelzt mehr Wachs ab. Es tropf Wachs herunter und die andere Seite ist dann schwerer. Die Kerze wippt zu dieser Seite um und das Schauspiel beginnt von vorne. Der Schwerpunkt ändert sich mit jedem fallenden Wachstropfen.

Weiterführende Informationen

Wie bringt man einen Teebeutel zum Fliegen?

25. Oktober 2012 AndreasB

Materialien

Feuerfeste Unterlage
Teebeutel
Schere
Tasse

Versuchsdurchführung
Lara-Wie_bringt_man_einen_Teebeutel_zum_Fliegen Paco hat eine eigene Rakete gebaut. Um aber sicher zu gehen, dass die Rakete auch wirklich funktioniert, hat Paco die Expertin auf dem Gebiet der Raumfahrt eingeladen, Lara. Sie soll die Rakete begutachten, bevor sie gestartet wird, stellt Lara schon auf den ersten Blick erhebliche Mängel fest:

Lara: „Was hängt denn da für ein Papier an der Rakete?“ (Etikett für die Teesorte
Paco: „Das ist das Preisschild. Jeder soll sehen wie teuer unsere Rakete ist!“
Lara: „So ein Quatsch. So etwas braucht keine Rakete. Das muss entfernt werden!“ (schneide das Etikett ab)
Lara: „Und was soll das sein?“ (Schnur, an dem das Etikett war)
Paco: „Das ist die Zündschnur.“
Lara: „Das ist ja wie im Mittelalter. Die muss sofort weg.“ (Schnur abschneiden)
Lara: „Und was ist da in eurer Rakete drin?“ (Tee im Teebeutel)
Paco: „Das ist das Schwarzpulver, unser Raketenantrieb!“
Lara: „Bist du wahnsinnig? Da kann ja alles in die Luft fliegen. Das ist viel zu gefährlich. Das Schwarzpulver muss raus aus der Rakete!“ (den Teebeutel vorsichtig öffnen und den Inhalt in die Tasse ausschütten)
Lara hat nun an der Rakete nichts mehr auszusetzen und die Rakete ist startklar. (den Teebeutel auseinanderfalten und wie eine Säule senkrecht aufstellen).
Der Countdown läuft: Ten – Nine – Eight – Seven – Six – Five – Four – Three – Two – One – Zero. (den oberen Rand der Teebeutelsäule schnell und gleichmäßig anzünden)

Achtung!
Die Teebeutelsäule kann leicht umfallen. Der Teebeutel brennt ab und erhebt sich kurz vor dem Erlöschen von der Unterlage und steigt mitunter bis an die Zimmerdecke. Es kann sein, dass der noch brennende Teebeutel wieder herunter fällt. Bitte darauf achten, dass dieser nicht auf die Haare der Kinder fällt. In der Regel verbrennt der Teebeutel aber vollständig und nur die Asche fällt zu Boden.

Erklärung
Durch Verbrennen des Teebeutels entsteht Wärme, die nach oben steigt. Dies erzeugt einen stetigen Sog nach oben. Irgendwann ist der Teebeutel so leicht geworden, dass er durch den Luftzug nach oben gehoben werden kann. Während des Fluges verbrennt der Teebeutel fast vollständig. Zurück bleibt ein klitzekleines Häufchen Asche, welches langsam von der Zimmerdecke nach unten schwebt.

Weiterführende Informationen

Was braucht eine Kerze zum Brennen? (Teil 1 von 2)

1. August 2012 AndreasB

Materialien

Kerze,
Wachs,
einen Docht,
ein Feuerzeug oder Streichhölzer

Versuchsdurchführung
Lara-Was_braucht_eine_Kerze_zum_Brennen Brennt kaltes Wachs? Schau Dir einfach die Kerze an. Sie brennt nicht. Brennt heißer Wachs? Kratze etwas Wachs von der Kerze ab und versuche es mit dem Feuerzeug anzuzünden. Brennt es? Zünde einen möglichst nicht gewachsten Kerzendocht an und beobachte die Flamme. Tauche den nicht gewachsten Docht in flüssiges Wachs (von einer zuvor angezündeten Kerze) und zünde den Docht erneut an.

Zünde eine zweite Kerze an und lass sie einige Zeit brennen. Jetzt puste sie aus und halte direkt ein brennendes Feuerzeug in den aufsteigenden Rauch. Mit etwas Übung gelingt es Dir, die Kerze wieder anzuzünden, ohne in die Nähe des Dochts zu kommen. Du musst mit der Feuerzeugflamme lediglich den aufsteigenden Rauch berühren.

Erklärung
Damit überhaupt etwas brennen kann, müssen drei Dinge zusammen kommen: Brennstoff, Luft (Sauerstoff) und eine genügend hohe (Anfangs-) Temperatur. Wenn eines der drei Dinge weg fällt, dann ist das Feuer aus. Bei einer Kerze ist das nicht anders. Das Wachs ist der Brennstoff und die Wärme für das Anzünden liefert das Streichholz bzw. das Feuerzeug. Der Sauerstoff ist in der Regel in der Luft vorhanden. Wenn Du die Kerze anzündest, steckst Du den Docht in Brand. Sobald er brennt, erhitzt die Flamme das Kerzenwachs darunter und es wird flüssig. Weil der Docht aus feinen Fäden besteht, die zu einer Art Zopf geflochten sind, steigt das Wachs in diesem Geflecht nach oben zur Flamme. Dort verdampft es, tritt aus dem Docht aus und verbrennt zusammen mit dem Docht. Dieser Vorgang dauert so lange, bis alles Wachs und der Docht verbraucht sind, die Kerze also abgebrannt ist. Als Du die Kerze ausgepustet hast, stieg immer noch Kerzendampf in Form von Rauch auf. Da dieser brennbar ist, konnte das Feuerzeug ihn entzünden und die Flamme entzündete anschließend wieder den Docht.

Weiterführende Informationen

Was braucht eine Kerze zum Brennen? (Teil 2 von 2)

1. August 2012 AndreasB

Materialien

Teelichter
Schüssel mit Wasser
Pinzette oder Gabel
Einmach- und Trinkgläser verschiedener Größe

Versuch 1
Lara-Wie_viel_Luft_braucht_eine_Kerze_zum_Brennen Entzünde die Kerze an der Luft. Puste sie aus und lege das Teelicht auf die Wasseroberfläche und entzünde das Teelicht erneut. Tauche das brennende Teelicht mit der Pinzette oder der Gabel unter Wasser.

Schreibe jeweils auf, was passiert:
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Versuch 2
Entzünde zwei neue Teelichter und stülpe jeweils ein großes und ein kleines Glas über die Kerzen. Beobachte die beiden Kerzenflammen.

Welche Kerzenflamme geht zuerst aus?

Versuch 3
Nimm einen Unterteller und fülle ihn mit etwas Wasser. Stelle ein brennendes Teelicht auf den Teller. Nun halte ein Glas kurze Zeit über die Flamme und stelle es dann über die Kerze auf den Teller.

Erklärung
Die Kerze brennt sowohl an der Luft, sowie auch auf dem Wasser. Sie erlischt jedoch, sobald man sie unter Wasser taucht. Im zweiten Versuch erlischt die Kerze zuerst, die unter dem kleineren Glas steht. Eine Kerze braucht zum Brennen Luft. Die Luft ist unter dem kleineren Glas zuerst aufgebraucht. Bei Versuch 3 erwärmt sich die Luft im Glas und dehnt sich dabei aus. Stülpst du das Glas über die Kerze, dann erlischt sie und die Luft über der Kerze kühlt wieder ab. Dadurch benötigt sie aber weniger Raum und saugt deshalb etwas Wasser in das Glas hinein.

Weiterführende Informationen

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

25. März 2012 AndreasB

(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_machen Stelle 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.

Weiterführende Informationen

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