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Der Versuch im Überblick
Wie jeder andere Mensch benötigen auch die Astronautinnen und Astronauten an Bord der ISS täglich frisches, sauberes Wasser. Im Weltall gibt es aber keine Quelle und es wäre viel zu teuer, ständig frisches Wasser von der Erde zur ISS zu transportieren. Also muss das vorhandene Wasser immer wieder gereinigt und erneut verwendet werden. Dabei wird jeder Tropfen eingesammelt, sogar aus der Atemluft und dem Urin der Crewmitglieder.

Forscherfrage
Wie wird Wasser im All gefiltert?

Alltagsbezug zur Welt der Kinder und Schüler:innen aufgreifen
130 Liter – fast eine Badewanne voll – so viel Wasser verbraucht im Durchschnitt jeder Mensch in Deutschland an einem einzigen Tag! Überlegen Sie gemeinsam mit den Kindern, wofür wir überhaupt so viel Wasser brauchen: Zum Trinken, zum Waschen, zum Saubermachen, zum Kochen, zum Blumengießen, zum Matschen in der Sandkiste, zum Tuschen mit Wasserfarben – was fällt den Kindern noch ein?
Für uns ist es selbstverständlich, dass jederzeit frisches, klares Wasser aus dem Wasserhahn kommt. Aber was wäre, wenn nicht? Wie könnten wir das Wasser, das wir im Laufe des Tages dreckig gemacht haben, wieder sauber kriegen?

Benötigte Materialien

• Wasser
• Erde, Sand, Kies, Blätter, Zweige, kleine Steine
• grobe und feine Siebe
• Kaffeefilter, Watte, Stoffreste
• durchsichtige Plastikbecher (oder abgeschnittene Plastikflaschen)
• Schüssel oder Eimer

Reinigung von Wasser auf der Erde
Auf der Erde filtern wir die Flüssigkeiten im Prinzip wie im All, nur in einem viel größeren Maßstab: Unser Schmutzwasser wird in großen Kläranlagen gereinigt und aufbereitet, so dass es anschließend wieder Trinkwasserqualität hat. Auch in der Natur finden ähnliche Vorgänge statt: das versickernde Wasser läuft durch mehrere Erdschichten, die wie Filter wirken. In den darunterliegenden Schichten sammelt es sich dann als sauberes Grundwasser. Erkunden Sie gemeinsam mit den Kindern, wie sie Erde, Sand und Kies als Filter nutzen können und bauen Sie eine kleine Wasserreinigungsanlage.

Experimentieren mit Wasserfilter
Dreck rein ins Wasser
Stellen Sie zunächst Dreckwasser her. Die Kinder geben dazu z. B. Sand, Erde, kleine Ästchen, Steinchen und verdorrte Blätter in einen Eimer oder eine Schüssel voll Wasser. Betrachten Sie gemeinsam das Schmutzwasser. Was beobachten die Kinder? Was schwimmt oben, was sinkt zu Boden und welche Verunreinigungen haben sich gleichmäßig im Wasser verteilt?

Dreck raus aus dem Wasser
Fragen Sie die Kinder, wie man den Dreck wieder aus dem Wasser herausholen kann. Vielleicht mit einem Löffel? Oder gelingt es, das Wasser so abzugießen, dass nur der Schmutz im Eimer bleibt? Welche Ideen haben die Kinder? Probieren sie es gemeinsam aus. Schlagen Sie dann vor, das Wasser zu filtern. Bieten Sie den Kindern grobe und feine Siebe an, z. B. aus der Küche oder der Sandkiste, und bauen Sie eigene Filter aus den Plastikbechern: Stechen Sie vorsichtig kleine Löcher in die Böden der Becher. Decken Sie die Löcher mit kleinen Steinen oder Tonscherben ab oder legen Sie eine Filtertüte hinein. Dann werden die Becher mit Sand, Kies oder Erde gefüllt. Was könnte noch als Filter dienen, vielleicht Watte, Küchenkrepp, Stoffreste oder ein Stück Fliegengitter?

Im nächsten Schritt testen die Kinder, wie gut sich die selbstgebauten Filter zur Reinigung des Wassers eignen. Welche Probleme treten auf und wie könnte man sie beheben? Läuft das Wasser zu schnell durch, ohne dabei sauberer zu werden? Oder verstopft der Filter zu schnell, weil Blätter und Zweige alles blockieren? Regen Sie die Kinder dazu an, die verschiedenen Filter nacheinander einzusetzen, so dass das Wasser von Schritt zu Schritt sauberer wird: Zuerst werden die groben Verunreinigungen entfernt, z. B. mit einem grobmaschigen Sieb. Im nächsten Schritt könnte der Kiesfilter zum Einsatz kommen, um mittelgroße Dreckstücke aus dem zu Wasser filtern. Im Anschluss könnte das Wasser noch durch den Sandfilter laufen, usw., bis es möglichst klar und frei von Verunreinigungen ist.

Der Wasserfilterturm
Das Wasser nacheinander durch all diese Filter zu gießen ist ganz schön mühselig und zeitaufwändig. Schlagen Sie deshalb vor, die Becherfilter zu einem Turm zusammenzusetzen, in dem das Wasser in einem einzigen Durchgang gereinigt wird. Welcher Filter kommt ganz nach oben, welcher nach unten? Wie viele Filter braucht es dazwischen? Lassen Sie die Kinder gemeinsam diskutieren, planen und ausprobieren: Bei welcher Anordnung wird das Wasser am saubersten? Was lässt sich verändern oder ergänzen, damit die selbstgebaute Anlage möglichst reibungslos läuft?

Hinweis: Das so gereinigte Wasser sollte auf keinen Fall getrunken werden! Auch wenn es sauber aussieht, können Mikroorganismen und andere gesundheitsschädliche Partikel darin enthalten sein.

Wissenswertes für Erwachsene
Nicht jede Verunreinigung lässt sich mit solchen “physikalischen” Filtern aus dem Wasser entfernen, denn viele Substanzen lösen sich im Wasser auf oder gehen chemische Verbindungen mit ihm ein. In Kläranlagen wird das Wasser deshalb zusätzlich mit weiteren Methoden gereinigt, z. B. mit der sogenannten biologischen Reinigung. Sie ist der Natur nachempfunden: Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen bauen organische Verbindungen (z. B. Exkremente) im Schmutzwasser ab. Anschließend folgt eine chemische Reinigung, die z. B. Rückstände von Waschmitteln, Lebensmittelzusätzen und weitere gesundheitsschädliche Substanzen entfernt.

Neben Wasser sind auch Luft und Energie wichtige Ressourcen, mit denen an Bord der ISS äußerst schonend und nachhaltig umgegangen werden muss, denn sie sind nur sehr begrenzt verfügbar. Und was im Kleinen für die Raumstation gilt, gilt auch für die Erde, nur im größeren Maßstab: unsere Ressourcen sind begrenzt! Darum wird gelegentlich auch vom “Raumschiff Erde” gesprochen. Je nach Alter und Vorerfahrungen der Kinder können Sie dieses Experiment zum Anlass nehmen, darüber zu diskutieren, was wir aus der bemannten Raumfahrt für die Erde lernen können. Welche Probleme gibt es hier mit Wasser, Luft und Energie? Was könnte man verbessern?

Ideen zum Weiterforschen

• Welche Methoden gibt es noch, um Wasser zu filtern?
• Was passiert, wenn das Wasser nicht mehr gefiltert werden kann?
• Welche Dinge oder Stoffe oder Substanzen können aus Wasser alles gefiltert?

Die Termine für unsere MINT-Fortbildungen für eine nachhaltige Entwicklung finden Sie in unserem Kalender unter www.jungforscher-thueringen.de.

Wasser filtern – fast wie im All (PDF)

Video “Wasser filtern – fast wie im All

Bild @ Stiftung Haus der kleinen Forscher

Der Versuch im Überblick
Auf dem Mond kann man meterweit springen und ohne Anstrengung schwere Sachen werfen, denn dort herrscht eine geringe Schwerkraft. Alles wiegt viel weniger als auf der Erde. Mit diesem Versuch können die Kinder die unterschiedliche Schwerkraft erkunden, ganz ohne den Mond zu besuchen..

Forscherfrage
Wie untersuchen Astronaut:innen ihre Proben aus dem Weltall?

Alltagsbezug zur Welt der Kinder und Schüler:innen aufgreifen
Die Schwerkraft der Erde kennen wir gut, denn wir erleben sie jeden Tag. Sie “zieht” uns stets zum Boden und wir müssen uns anstrengen, um sie zu überwinden. Sie gibt uns und allen Dingen auf der Erde ein Gewicht, das wir mit einer Waage messen können. Welche Situationen kennen die Kinder, in denen sie die Schwerkraft besonders stark spüren, z. B. beim Hüpfen, Treppensteigen oder Anheben schwerer Gegenstände? Was fällt den Kindern noch ein?

Benötigte Materialien

• zwei gleich große PET-Flaschen
• Wasser
• eine Waage

Schwerkraft auf dem Mond
Schwerkraft ist der Klebstoff des Universums. Gäbe es sie nicht, dann würden wir bei jedem Hüpfer von der Erdoberfläche davon schweben. Auch unser Mond wäre schon längst in den Weiten des Weltalls verschwunden, unser Sonnensystem würde auseinanderdriften und es gäbe keine Galaxien.
Schwerkraft wirkt zwischen allen Objekten, die eine Masse haben, also aus Materie bestehen. Das bedeutet, dass nicht nur Himmelskörper Schwerkraft ausüben, sondern auch alles andere, zum Beispiel Äpfel, Ameisen oder Sandkörner – und auch wir selbst. Sie ist aber auch eine ziemlich schwache Kraft, darum spüren wir sie nur bei Objekten, die eine außerordentlich große Masse haben, wie etwa Sterne, Monde und Planeten.
Masse ist übrigens nicht das gleiche wie Gewicht. Die Masse gibt an, wie viel Materie ein Körper enthält. Die Masse ist daher überall gleich, egal ob auf der Erde oder auf dem Mond. Das Gewicht eines Körpers hingegen gibt die Kraft an, mit der dieser Körper von einem anderen Objekt mit dessen Schwerkraft angezogen wird. Das Gewicht hängt also davon ab, wo es gemessen wird, zum Beispiel auf der Erde oder auf dem Mond.

Noch mehr Gewicht
Damit der unterschiedliche Füllstand der Flaschen nicht sichtbar ist, können die Kinder sie in Papier einwickeln oder sich die Augen verbinden. Natürlich können auch andere Behälter verwendet werden, zum Beispiel mit Büchern gefüllte Rucksäcke oder mit Sand gefüllte Kartons. Das Gewichtsverhältnis sollte dabei 6:1 betragen.

Wissenswertes für Erwachsene
Schwerkraft ist der Klebstoff des Universums. Gäbe es sie nicht, dann würden wir bei jedem Hüpfer von der Erdoberfläche davon schweben. Auch unser Mond wäre schon längst in den Weiten des Weltalls verschwunden, unser Sonnensystem würde auseinanderdriften und es gäbe keine Galaxien.

Schwerkraft wirkt zwischen allen Objekten, die eine Masse haben, also aus Materie bestehen. Das bedeutet, dass nicht nur Himmelskörper Schwerkraft ausüben, sondern auch alles andere, zum Beispiel Äpfel, Ameisen oder Sandkörner – und auch wir selbst. Sie ist aber auch eine ziemlich schwache Kraft, darum spüren wir sie nur bei Objekten, die eine außerordentlich große Masse haben, wie etwa Sterne, Monde und Planeten.

Masse ist übrigens nicht das gleiche wie Gewicht. Die Masse gibt an, wie viel Materie ein Körper enthält. Die Masse ist daher überall gleich, egal ob auf der Erde oder auf dem Mond. Das Gewicht eines Körpers hingegen gibt die Kraft an, mit der dieser Körper von einem anderen Objekt mit dessen Schwerkraft angezogen wird. Das Gewicht hängt also davon ab, wo es gemessen wird, zum Beispiel auf der Erde oder auf dem Mond.

Ideen zum Weiterforschen

• • Wie sieht es mit der Schwerkraft auf den anderen Planeten aus?
  • Macht es einen Unterschied, ob kleine oder große PET-Flaschen für das Experiment genutzt werden?

Die Termine für unsere MINT-Fortbildungen für eine nachhaltige Entwicklung finden Sie in unserem Kalender unter www.jungforscher-thueringen.de.

Mit Leichtigkeit auf den Mond (PDF)

Bild @ Stiftung Haus der kleinen Forscher

Der Versuch im Überblick
Gefrorenes Wasser fasziniert. Wie fühlt sich Eis an? Welche Formen hat es? Wie kann Gefrorenes wieder flüssig gemacht werden?

Forscherfrage
Wie können eingefrorene Gegenstände aus dem Eis befreit werden?

Alltagsbezug aufgreifen
Im Sommer kühlen Eiswürfel Getränke. Im Winter lässt sich beobachten, dass Pfützen, Seen oder sogar Bäche gefrieren. Die Oberfläche wird dann fest, spiegelglatt und durchsichtig wie eine Glasscheibe. An Dachrinnen oder Straßenlaternen hängen vielleicht Eiszapfen. Und an einigen Fensterscheiben “wachsen” sogar Eisblumen.

Benötigte Materialien

• Gefrierschrank
• kleine Gegenstände zum Einfrieren wie Knöpfe, Steine, Spielfiguren
• Plastikschalen oder Joghurtbecher
• Wasser
• flache Schale
• Lupen
• Werkzeuge wie Gabel, kleiner Eispickel und Hammer
• Handtücher

Coole Überraschung
Bereiten Sie im Gefrierfach, oder bei Minusgraden auch draußen, einen großen oder mehrere kleine Eisblöcke vor, in denen Sie kleine Gegenstände einfrieren. Nutzen Sie dafür z. B. leere Quarkbecher oder Plastikschalen. Stellen Sie den Eisblock in einer flachen Schale auf den Tisch und lassen Sie die Kinder das Eis zunächst genau betrachten – mit und ohne Lupe. Wie sieht die Oberfläche aus? Welche Farbe hat das Eis? Können die Kinder die Gegenstände im Eis gut erkennen? Die Mädchen und Jungen können das Eis auch mit den Händen befühlen oder an ihm lauschen. Was nehmen sie wahr?

Dann untersuchen die Kinder den Eisblock genauer: Wie sind die kleinen Gegenstände wohl ins Eis gekommen? Haben sie schon einmal etwas Ähnliches gesehen? Und wie lassen sich die Dinge wieder befreien? Wie würden die Kinder dabei vorgehen?
Legen Sie bei Bedarf kleine Werkzeuge bereit. Vielleicht bemerken die Kinder, dass sich das feste Eis nicht nur durch Werkzeuge verändert. Ihre warmen Hände und die Wärme im Raum lassen das Eis auftauen. Wie schnell passiert das? Welche Ideen haben die Kinder, um das Schmelzen eventuell zu beschleunigen?

Wissenswertes für Erwachsene
Wasser gefriert zu Eis, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt bei 0 °C sinkt. Die kleinsten Teilchen des Wassers, die im flüssigen Wasser noch locker nebeneinander lagen und sich frei bewegen konnten, ordnen sich in einer regelmäßigen Struktur an und halten aneinander fest – die Flüssigkeit Wasser wird zum Feststoff Eis. Dieser Vorgang dreht sich um, sobald die Temperatur wieder ansteigt.
In reiner Form besteht Eis aus farblosen Kristallen. Allerdings enthalten Eisblöcke meist feine Luftbläschen, die beim Gefrieren eingeschlossen werden, und die durch die Lichtbrechung weiß erscheinen.

Ideen zum Weiterforschen

• Welche Materialien können zum Schmelzen des Eises benutzt werden?
• Was passiert, wenn Eis in heiße Schokolade gegeben wird?
• Wie kann buntes Eis hergestellt werden?

Die Termine für die Fortbildungen „Forschen mit Wasser“ und „Konsum umdenken – entdecken, spielen, selber machen“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender unter www.jungforscher-thueringen.de.

Aus dem Eis befreit (pdf)

Bild @ Stiftung Haus der kleinen Forscher

Der Versuch im Überblick
Wer braucht denn Alu- und Frischhaltefolie? Snacks und andere Lebensmittel lassen sich auch umweltfreundlicher einwickeln oder in Schüsseln abdecken. Testen Sie dafür selbstgemachte Bienenwachstücher.

Forscherfrage
Wie können Lebensmittel umweltfreundlich verpackt und transportiert werden?

Alltagsbezug aufgreifen
Beim Frühstück ist etwas Obst übrig geblieben. Für den Ausflug in der Kita oder Grundschule müssen Snacks eingepackt werden. Wenn keine Dose mit Deckel zur Hand ist, muss nicht unbedingt zur Alu- oder Plastikfolie gegriffen werden. Es gibt eine naturfreundliche Variante, um die Lebensmittel zu verpacken und somit frisch zu halten.

Benötigte Materialien

• dünnen Baumwollstoff in gewünschter Größe, z. B. 30 x 30 cm, am besten in Bioqualität
• Bienenwachs, am besten in Pastillenform oder als Platte – erhältlich in einigen Drogeriemärkten, Apotheke oder natürlich bei Personen, die imkern
• Backblech, Backpapier und Backpinsel
• Backofen

Bienenwachstücher herstellen
Heizen Sie zusammen mit den Kindern den Backofen auf 70 Grad. Bevor Sie das Backblech hineingeben, legen Sie es mit Backpapier aus und breiten das Stück Baumwollstoff möglichst faltenfrei darauf aus. Dann verteilen Sie zwei bis drei Esslöffel Wachspastillen gleichmäßig auf dem Stoff. Nach etwa zehn Minuten im Ofen sollte das Wachs geschmolzen sein. Nehmen Sie das Blech heraus und verteilen Sie das flüssige Wachs mit dem Backpinsel, so dass das Stoffstück gleichmäßig durchtränkt wird. Heben Sie das Wachstuch an zwei Ecken an und schwenken Sie es wenige Sekunden durch die Luft – es kühlt ab und wird dabei etwas steif. Wenn Sie mögen, bügeln Sie das Wachstuch anschließend zwischen zwei Lagen Backpapier, dann verteilt sich das Wachs noch etwas gleichmäßiger.

Erforschen Sie nun gemeinsam mit den Kindern die besonderen Eigenschaften der Wachstücher. Formen Sie das Tuch und beobachten Sie, wie es durch die Handwärme biegsam wird und anschließend die neue Form behält. Schmiegt sich das Tuch gut um den runden Apfel? Hält es, ohne zu rutschen, auf dem Schüsselrand? Testen Sie auch, ob das Wachstuch wirklich wasserabweisend ist. Halten Sie es dazu unter den kalten Wasserstrahl und beobachten Sie zusammen, was passiert. Was ist anders im Vergleich zum ursprünglichen Baumwollstoff?

Wissenswertes für Erwachsene
1905 wurde die Alufolie erfunden. Im Haushalt ist sie heute weit verbreitet. Sie ist biegsam, leicht, hitzebeständig und geschmacks- und geruchsneutral. Darum ist sie sehr praktisch für das Einpacken von Essen, beim Backen, Kochen oder Grillen. Allerdings erfordert die Herstellung von Aluminium extrem viel Energie und ist für die Umwelt sehr belastend. Durch Recycling kann dieser Energieaufwand stark verringert werden. Noch besser ist, auf umweltfreundliche Alternativen im Haushalt zu setzen. Essen lässt sich auch gut in Dosen, Schraubgläsern, mit Butterbrotpapier oder wiederverwendbaren Wachstüchern schützen.

Ideen zum Weiterforschen

• Welche alternativen Materialien können noch für Verpackungen verwendet werden?
• Was passiert, wenn das Bienenwachstuch warm oder kalt wird?
• Können die Bienenwachstücher gewaschen werden?

Die Termine für die Fortbildungen „Tür auf! Mein Einstieg in Bildung für eine nachhaltige Entwicklung“, „Forschen mit Wasser“ und „Konsum umdenken – entdecken, spielen, selber machen“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender unter www.jungforscher-thueringen.de.

Bienenwachstücher (pdf)

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Der Versuch im Überblick
Das Experiment ist einfach, doch verblüffend: Eine Mandarine schwimmt im Wasser. Aber nur, wenn sie ungeschält ist. Entfernt man die Schale, geht dieselbe Mandarine sang- und klanglos unter! Wie das?

Benötigte Materialien

• ein breites durchsichtiges Glas
• eine Kanne mit Wasser
• eine Mandarine

Die Versuchsabfolge

• nimm ein breites Glas und stelle es auf den Tisch
• befülle die Kanne mit Wasser
• lege dir eine Mandarine bereit
• schütte das Wasser in das Glas, bis es zu dreiviertel voll ist
• nimm jetzt die Mandarine und lege sie in das Wasser im Glas, notiere das Ergebnis
• nimm die Mandarine aus dem Wasser und schäle sie
• lege die Mandarine jetzt wieder in das Wasser, notiere das Ergebnis

Fragen und Ideen zum Weiterforschen

• Gelingt der Versuch auch mit anderen Obstsorten? Dokumentiere die Versuche.
• Hat die Temperatur einen Einfluss auf das Experiment?
• Was geschieht, wenn die Mandarine nur halb geschält wird
• Was passiert, wenn du Lebensmittelfarbe in das Wasser gibst?

Das steckt dahinter

Die Schwerkraft zieht den Körper nach unten. Die Flüssigkeit drückt den Körper nach oben – das ist der Auftrieb. Von der Größe des Auftriebs hängt es ab, ob ein Körper im Wasser schwimmt oder ob er untergeht. Die Auftriebskraft ist genauso groß wie die Gewichtskraft des durch den Körper verdrängten Wassers. Diese Gewichtskraft wiederum hängt von der Masse des Wassers ab und wächst mit dem Volumen des durch den Körper verdrängten Wassers.

Körper, deren Masse im verdrängten Volumen kleiner ist als die des Wassers, ist der Auftrieb größer als die Schwerkraft. Diese Körper schwimmen an der Wasseroberfläche, und ein Teil ihres Volumens ragt aus dem Wasser heraus. Körper, deren Masse im verdrängten Volumen größer ist als das des Wassers, sinken ab. Das Verhältnis von Masse zu Volumen bezeichnet man als Dichte. Ist die Dichte eines Körpers kleiner als die des Wassers, so schwimmt der Körper. Ist die Dichte des Körpers größer als die des Wassers, so sinkt er auf den Grund.

Nun zur Mandarine: Eine geschälte Mandarine besteht im Wesentlichen aus Wasser, aber auch aus einigen anderen Substanzen, wie etwa die Haut, die den Saft umgibt, Vitamin C oder Fruchtsäuren. Das führt dazu, dass die – geschälte – Mandarine eine etwas höhere Dichte hat als reines Wasser. Ins Wasser gelegt, geht die Mandarine deshalb unter. Anders sieht das für die Mandarine mit Schale aus. Die Schale besteht aus einer dünnen Außenhaut und einer weichen, faserigen Schicht darunter. Diese Schicht enthält viele luftige Poren, aber kaum Wasser. Die Folge: Insgesamt gesehen hat die Mandarine mit Schale nicht nur eine geringere Dichte als die „nackte“ Mandarine sondern auch als das Wasser. Deshalb kann wohl die ungeschälte, nicht aber die geschälte Mandarine schwimmen.

Die Termine für die Fortbildung „Forschen mit Wasser“, “Wasser in Natur und Technik“, “Technik – Kräfte und Wirkungen“, „MINT ist überall“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender unter www.jungforscher-thueringen.de

Schwimmende Mandarine (PDF)

Der Versuch im Überblick
Mit Draht und einem Gewicht kann ein Eisblock in der Mitte durchgeschnitten werden, ohne dass er bricht.

Benötigte Materialien

• Draht
• Eisblock (z. B. 6 cm x 6 cm)
• Gewicht (z. B. 3 Milchkartons)
• Auffangbehälter für Wasser
• Konstruktion aus 2 Besenstielen über zwei Tischen

Die Versuchsabfolge

• stelle einen Eisblock her
• baue eine Konstruktion so, dass der Eisblock links und rechts aufliegt und seine Mitte frei ist
• wickle einen dünnen Draht um die frei liegende Mitte des Eiswürfels
• befestige am unteren Ende des Drahtes ein Gewicht
• beobachte in regelmäßigen Abständen, was mit dem Eisblock und dem Draht passiert

Fragen und Ideen zum Weiterforschen

• Gelingt der Versuch anstatt mit Draht auch mit anderen Strickarten, wie z. B. Bindfaden, Wolle, Angelsehne?
• Wie kannst du die Zeit sichtbar machen, die es dauert, bis der Eisblock „durchgeschnitten“ ist?
• Kannst du den Eiswürfel auch an zwei Stellen mit Draht „durchschneiden“, ohne dass er bricht?
• Baue und dokumentiere verschiedene Konstuktionen. Welche ist am besten für das Experiment geeignet?
• Wie kannst du aus dem geschmolzenen Eisblock einen neuen herstellen, um dein Experiment, ohne neues Wasser, zu wiederholen?

Das steckt dahinter
Der Draht baut durch das Gewicht lokal ein sehr hoher Druck auf das Eis auf. Durch die Anomalie des Wassers schafft es dieser Druck, das Eis zum Schmelzen zu bringen. Wasser hat bei 4 Grad seine größte Dichte. Bei weniger als 4 Grad ist es weniger dicht, der Draht hat es also sehr leicht durch den Eiswürfel hindurchzuwandern.
Das Eis unter dem Draht beginnt zu schmelzen. Das geschmolzene Wasser wird verdrängt und der Draht „rutscht“ Stück für Stück nach. Das Wasser oberhalb des Drahtes gefriert wieder, denn die große Masse des Eisblockes hat immer noch eine Temperatur weit unter 0 Grad. Die lokale Temperaturerhöhung unter dem Draht wird also mehr als kompensiert. Der Draht kann somit durch den Eisblock wandern. Achtung! Ist der Draht einmal durch den Eisblock gewandert, fällt das Gewicht einfach zu Boden. Aber keine Sorge, der Eisblock bricht nicht. Er ist genauso intakt wie vor dem Versuch. Der Prozess dauert circa 2 – 4 Stunden.
Das Schmelzen von Eis durch Druck nutzen auch Schlittschuhfahrer. Sie können durch den leichten Wasserfilm super über das Eis gleiten, ohne dass das Eis taut.

Die Termine für die Fortbildungen zu „Forschen mit Wasser“, „Wasser in Natur und Technik“, „Technik – Kräfte und Wirkungen“, „MINT ist überall“ sowie für alle weiteren Themen finden Sie in unserem Kalender.

Schmelzender Eisblock (PDF)