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Wie viel Luft braucht eine Kerze zum Brennen?

Wie viel Luft braucht eine Kerze zum Brennen? published on

Materialien

  • 2 Unterteller, 2 Teelichter,
  • 2 verschieden große Gläser, Wasser

Du hast zwei verschieden große Gläser. Wenn Du sie über eine Kerze stülpst, wo geht die Kerzenflamme zuerst aus?

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

Versuchsdurchführung
Lara-Wie_viel_Luft_braucht_eine_Kerze_zum_BrennenStelle jeweils ein Teelicht auf einen Unterteller und zünde es an. Nun nimm in die eine Hand das große Glas und in die andere Hand das kleine Glas. Stülpe beide Gläser mit der Öffnung nach unten möglichst gleichzeitig über die Teelichter und stelle die Gläser dann auf dem Teller ab.

Was passiert?
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Zusatzversuch
Nimm die Gläser wieder vom Teller und zünde ein Teelicht erneut an.
Jetzt schütte etwas Wasser auf den Unterteller, so dass der Boden gerade bedeckt ist. Stülpe erneut ein Glas über die Kerze und stelle es ab.

Was passiert:
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Erklärung
Eine Kerze braucht nicht nur flüssiges Wachs und einen Docht zum Brennen, sondern zusätzlich auch noch Sauerstoff, der normalerweise in ausreichender Menge in der Luft enthalten ist. In dem kleinen Glas ist weniger Luft, als in dem großen Glas enthalten. Deshalb erlischt die Kerzenflamme in dem kleinen Glas schneller, weil der Sauerstoff schneller verbraucht ist. Bei dem Versuch mit dem Wasser gefüllten Unterteller wurde etwas Sauerstoff im Glas verbraucht. Es könnte nun von außen Luft nachströmen, was aber dadurch verhindert wird, da das Glas mit seinem Rand im Wasser steht. Somit wird stattdessen Wasser in das Glas gesogen. Zusätzlich kühlt die Luft nach Erlöschen der Flamme im Glas ab. Die kühlere Luft braucht weniger Platz als die wärmere, so dass sie sich zusammen zieht und noch mehr Wasser „reinsaugt“.

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Wie bringt man einer Kerze das Wippen bei?

Wie bringt man einer Kerze das Wippen bei? published on

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_beiNimm 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.

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

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

Materialien

  • Kerze,
  • Wachs,
  • einen Docht,
  • ein Feuerzeug oder Streichhölzer

Versuchsdurchführung
Lara-Was_braucht_eine_Kerze_zum_BrennenBrennt 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.

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

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

Materialien

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

Versuch 1
Lara-Wie_viel_Luft_braucht_eine_Kerze_zum_BrennenEntzünde 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.

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Warum klebt der Kleber nicht auf dem Etikettenpapier?

Warum klebt der Kleber nicht auf dem Etikettenpapier? published on

Materialien

  • ein Blatt Papier
  • ein Becher mit Wasser
  • Etikettenpapier
  • eine Pipette
  • eine Kerze
  • ein Stück Kreide

Versuch 1
etiketten1Tropfe etwas Wasser auf normales (Schreib)papier. Du wirst feststellen, dass die Tropfen sofort vom Papier aufgesaugt
werden.

Versuch 2
etiketten2Ziehe zunächst ein Etikett vom Etikettenpapier ab und tropfe mit der Pipette ein paar Wassertropfen auf die Stelle, wo vorher das Etikett war. Schau Dir genau an, was mit den Tropfen passiert! Du kannst die Tropfen auch mit der Pipette verschieben.
Was ist so besonderes am Etikettenpapier, dass das Wasser nicht in das Papier eindringt und wie kann man aus normalem Papier Etikettenpapier machen? **

Versuch 3
etiketten3Überlege, was man mit dem Papier machen könnte, damit es sich genauso wie das Etikettenpapier verhält. Vielleicht malst Du mal mit Kreide auf dem Papier und tropfst dann erneut ein paar Tropfen auf das Papier. Warum funktioniert das nicht? Du kannst auch eine Kerze nehmen, auf das Papier etwas Wachs rubbeln und dann erneut auf die Stelle ein paar Wassertropfen machen. Erst jetzt verhält sich das Papier genauso, wie das Etikettenpapier.

Erklärung
Die Kreide ist wasserlöslich. Deswegen funktioniert die Papierveredelung nicht mit Kreide. Kerzenwachs ist jedoch Wasser abweisend. Das Etikettenpapier ist auch mit einer Wasser (und Kleber) abweisenden Schicht beschichtet. Die Beschichtung ist etwa 1 µm dick und damit nur 1/5 so dick, wie ein menschliches Haar.

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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.

Weiterführende Informationen

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