Experimente mit Luft

Experimente mit Luft
Experiment 1: Kerzenpumpe
Was brauchst du?
- 1 Suppenteller gefüllt mit 1 cm hoch Wasser
- 1 Trinkglas
- 1 Teelicht
- 1 Feuerzeug
Stelle das Teelicht in das Wasser auf dem Suppenteller und zünde es an. Nach
etwa einer Minute, wenn das Teelicht gut brennt, stülpst du das Trinkglas über
das Teelicht.
Das Teelicht geht bald aus. Logisch! Denn der Sauerstoff unter dem Glas ist
schnell verbraucht.
Kaum ist das Teelicht verloschen, dringt Wasser in das Glas ein und das
Teelicht schwimmt obenauf. Schließlich steht das Wasser im Glas viel höher
als außen drum herum.
Prinzip
Die Kerze verbrennt den Sauerstoff der Luft unter dem Trinkglas. Dabei wird
die Luft erhitzt, denn die Kerzenflamme ist über 1 000 Grad heiß. Schon in
dem Moment, wo wir das Glas über die Kerze stülpen, ist das Glas voll mit
heißer Luft.
Sobald die Kerze ausgeht, kühlt die Luft im Glas ab. Kalte Luft braucht
weniger Platz als Warme, zieht sich also zusammen. Weil das Glas auf dem Teller nie genau
dicht abschließt, wird umliegendes Wasser angesaugt.
Experiment 2: Das Ei in der Flasche
Was brauchst du?
- 1 Glasflasche mit einer großen Öffnung (etwa 3 Zentimeter)
- etwas Wasser
- Wasserkocher
- etwas Speiseöl
- mehrere (kleine) gekochte Hühnereier (falls mehrere Versuche nötig sind)
Das Wasser wird mit dem Wasserkocher erhitzt und vorsichtig in die Flasche geschüttet. Diese
wird verschlossen und kurz geschüttelt. Vorsicht heiß! Der Deckel wird wieder abgenommen und
das eingeölte Ei mit der Spitze nach unten auf die Flasche gesetzt. Das wird nun langsam in die
Flasche gezogen.
Prinzip
Die Luft in der Flasche, die durch das Schütteln der Flasche mit heißem Wasser
ordentlich warm geworden ist, kühlt ab.
Kühle kalte Luft braucht aber weniger Platz als warme Luft, zieht sich also
zusammen. Der Luftdruck in der Flasche sinkt unter den Luftdruck ausserhalb
der Flasche, das Ei wird in die Flasche gedrückt.
Weil der Luftdruck außen von allen Seiten gegen das Ei drückt, wird es
ziemlich gut in die Flasche gedrückt und bleibt (meistens) heil.
Und wie bekommst du das Ei wieder heraus?
Dazu musst du die Luftdruckverhältnisse umkehren. Setze die Flasche an den
Mund, als ob du aus ihr trinken willst.
Das Ei rutscht nach unten in den Flaschenhals und verschließt ihn. Wenn du
jetzt in die Flasche pustest, geht das Ei kurz nach oben und lässt die Luft vorbei,
wie ein Rückschlagventil.
Jetzt ist in der Flasche ein höherer Luftdruck als außerhalb und das Ei wird
hinausgedrückt.
Experiment 3: Ballonwaage
Vor dem Versuch wird die Frage gestellt, ob Luft ein Gewicht besitzt.
Was brauchst du?
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mehrere Luftballons
Schnur
Holzstab
In der Mitte des Stabes wird ein Stück Schnur befestigt und dieser damit aufgehangen. Der Stab
sollte nun genau waagerecht hängen. An einem Ende wird dann ein leerer Luftballon befestigt.
Der Stab neigt sich zu dieser Seite. Dann wird der aufgepustete Ballon mit einer vorher daran
befestigten Schlaufe an die andere Seite gehangen.
Der Stab neigt sich nun an dieser Seite stärker nach unten. Somit haben wir
bewiesen, dass Luft ein Gewicht hat.
Experiment 4: Heliummännchen
Was brauchst du?
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Ballon mit Helium
Münzen
Tesafilm
Der Ballon wird mit Helium gefüllt. An die runde Seite des Ballons werden nun
mit Tesafilm 2 Münzen als Beine des Heliummännchens angeklebt. Bei der
Anordnung sollte man ein wenig herumprobieren, bis man die richtige Stelle
gefunden hat, damit unser Männchen auch richtig laufen kann. Nun genügt nur
ein kleiner Stoß und unser Heliumballon läuft von alleine los.
Prinzip
Helium ist ein Gas, das leichter ist, als Luft. Die Auftriebskraft lässt den Ballon
nach oben steigen. Die beiden Münzen sind aber schon so schwer, das der
Ballon nicht losfliegen kann. Die Münzen bleiben also auf dem Boden. Durch
die Anordnung der Münzen liegt der Schwerpunkt deutlich unterhalb der Mitte,
der Ballon kommt auch nicht ins Rollen, wie man das von Luftballons kennt, die mit Luft gefüllt
sind. Wenn wir den Ballon geschickt anstupsen, pendelt er von einer Münze auf die andere. (Das
Verhältnis zwischen Gasmenge und Münzgewicht ist also entscheidend für das Gelingen des
Experiments)
Experiment 5: Fliegende Filmdose
Was brauchst du?
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leere Filmdose
1 Bogen dünne Pappe
Bleistift, Schere, Kleber
Backpulver
Essig
Teelöffel
Glas (Durchmesser ca. 5 cm)
Man setzt das Glas mit Öffnung nach unten auf die Pappe und zeichnet einen Kreis. Den Kreis
ausschneiden und einen Schnitt vom Rand bis zur Mitte machen. Jetzt kann man die Scheibe zu
einem Trichter biegen. Den Trichter auf Größe des Bodens der Filmdose biegen und mit Kleber
daran fixieren. Dies ist nun die Spitze unserer Rakete. Jetzt noch 3 Flügel aus
Pappe ausschneiden und an die Seite der Dose kleben. Sie sollten nicht den
Deckel der Filmdose berühren.
Dann sucht man sich einen geeigneten Platz im Freien. Nun gibt man kurz
hintereinander je einen Teelöffel Essig und Backpulver in die Filmdose,
verschließt diese schnell, schüttelt kurz und stellt sie in Abschussposition.
Prinzip
Backpulver und Essigr reagieren chemisch miteinander und setzen das Gas
Kohlendioxod frei. Dies führt dazu, dass der Druck in der Dose ansteigt.
Irgendwann kann der Deckel dem Druck nicht mehr standhalten und
verabschiedet sich mit einem Knall.
Experiment 6: Luft-Wasser-Rakete
Was brauchst du?
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1 leere 1,5 Liter Plastikflasche
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1 Korken
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Akkuschrauber, Bohrer
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1 Fahrradventil
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1 Bogen dicke Pappe
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Tesafilm und etwas Wasser
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Fahrradpumpe
Der Korken wird auf die Länge des Ventils gekürzt und ein Loch hineingebohrt. Das Ventil wird
in den Korken geschoben und fixiert. Aus der Pappe schneidet man 3 Flügel für die Rakete aus
und befestigt diese mit Tesafilm an der Flasche. Die Flasche wird zu einem Drittel mit Wasser
gefüllt und mit dem Korken verschlossen. Die Flasche sollte nun mit dem Hals nach unten auf
den Boden gesetzt werden. Die Fahrradpumpe wird dann an das Ventil angeschlossen und nun
muss gepumpt werden.
Das Experiment sollte immer nur im Freien und mit genügend Abstand zu den Zuschauern
durchgeführt werden.
Prinzip
Durch Aufpumpen der Flasche steigt der Druck immer weiter an, bis der Korken samt Ventil
abgesprengt wird. Das ausströmende Wasser verdrängt dabei die Luft und beschleunigt so die
Rakete. Während des Fluges verliert die Flasche immer mehr Wasser, wird dadurch leichter und
beschleunigt immer stärker. Hier kann man je nach Flaschengröße noch die Wassermenge
optimieren.
Experiment 7: Korken-Kanone
Was brauchst du?
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leere 1,5 Liter Plastikflasche
Korken
Schere
Ventil
Wasser
Luftpumpe, Kompressor
In die Plastikflasche wird am Boden an der Seite ein Loch geschnitten, etwas
kleiner als die Breite des Ventils. Jetzt das Ventil durch die Flaschenöffnung
hinein fallenlassen. Es erfordert ein bisschen Übung, bis man das Ventil durch
das neu geschnittene Loch wieder greifen kann und in Position ziehen kann.
Wenn man einen dünnen Faden oder Draht zur Hand hat, kann man den
selbstverständlich vorher durch die Flasche ziehen, das Ventil befestigen, dann
kann man das Ventil ganz bequem in seine Öffnung ziehen. Das Ventil wird
festgezogen und wenn es zu locker sitzt noch mit Tape abgedichtet. Dann wird
ein wenig Wasser in die Flasche gegeben, was zusätzlich zur Abdichtung
beiträgt. In den Flaschenhals wir der Korken geschoben. Mit der Luftpumpe
oder einem Kompressor wird nun Luft durch das Ventil in die Flasche gepumpt.
Der Druck steigt immer weiter an, bis die schwächste Stelle, der Korken
nachgibt und aus der Flasche schießt.
Prinzip
Gleiches Prinzip wie bei der Luft-Wasser-Rakete. Nur wird hier nicht die Flasche, sondern der
Korken verschossen. Diesmal dient kein Wasser als zusätzlicher Antrieb, der Korken ist leicht
genug. Ist deswegen aber auch anfällig für Seitenwind.
Wie immer sollte auch hier besonders auf die Sicherheit aller Beteiligten geachtet werden.
NIEMALS auf Personen schießen, das kann im wahrsten Sinne des Wortes ins Auge gehen!

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