Experimentieren mit Kindern – heute: Oberflächenspannung von Wasser

Experimentieren mit Kindern - Oberflächenspannung

Mittwoch ist die nächsten Wochen unserer Experimente-Tag. Heute habe ich mir vorgenommen, den Kindern die Besonderheit des Wassers näher zu bringen. Wir haben uns drei Experimente angeschaut, die die Oberflächenspannung des Wassers zum Inhalt haben.

Experiment 1: schwimmende Büroklammern

Du brauchst: eine Schüssel mit Wasser, Büroklammern, Spülmittel

Als erstes stellst Du eine Schüssel mit Wasser auf. Nun zeigst Du dem Kind, dass die Büroklammer, wenn man sie ins Wasser wirft, nach unten sinkt. Sie ist schwerer als Wasser.

Im zweiten Schritt legst Du nun die Büroklammer ganz vorsichtig auf das Wasser. Das kann das Kind nun auch nachmachen (siehe Titelbild). Das Erstaunliche ist: plötzlich schwimmt die Büroklammer. Wenn man ganz genau hinsieht, kann man auch erkennen, wie das Wasser ein wenig durch die Büroklammer heruntergedrückt wird.

Je nach Alter des Kindes kann man ihm erklären, dass es sich hierbei um die Oberflächenspannung handelt: Wasser besteht aus kleinen Molekülen, die sich gegenseitig anziehen. An der Grenze zur Luft sind die Kräfte der Moleküle nicht ausgeglichen. Daher wird die oberste Schicht nach innen gezogen. Beim Wassertropfen ist dieser Effekt sehr schön zu sehen. Daher bildet das Wasser an der Grenze zur Luft eine Art Haut. Sie macht es möglich, dass kleine Gegenstände (oder sogar Tiere) auf Wasser schwimmen.

Interessant für Kinder ist nun, dass man die Oberflächenspannung verändern kann. Gibt nun etwas Spülmittel in die Schüssel mit den schwimmenden Büroklammern. Sie werden sich zunächst ein wenig vom Spülmittel wegbewegen, ehe sie nach unten sinken. Der Grund: das Spülmittel sammelt sich zwischen den Molekülen an der obersten Schicht des Wassers an und verringert so die Oberflächenspannung. Die Büroklammern können nicht mehr gehalten werden.

Experiment 2: Wie viel Wasser passt auf eine 1-Cent-Münze?

Das brauchst Du: eine 1-Cent-Münze, ein Glas mit Wasser, ein Löffel (besser: Pipette)

Was die Oberflächenspannung alles kann, sieht man im zweiten Experiment. Idealerweise macht man das mit einer Pipette. Diese hatten wir nicht zur Verfügung. Mit viel Feingefühl klappte es aber auch mit einem Löffel.

Zunächst muss die 1-Cent-Münze gut gesäubert werden. Es dürfen jedoch auch keine Seifenreste an der Münze sein, da sie ja die Oberflächenspannung zerstört. Nun wird nach und nach tröpfchenweise Wasser auf die Münze geträufelt. Wenn man besonders behutsam vorgeht, kann es am Ende so wie auf diesem Bild aussehen. 😉

Wie viel Wasser passt auf eine Cent-Münze?

Für Kinder (und auch Erwachsene) ist es erstaunlich, wie sehr sich das Wasser nach oben und sogar zur Seite wölbt. Dank der Oberflächenspannung läuft es nicht sofort herunter, sondern trotzt der Schwerkraft.

Experiment 3: Streichholz-Boot

Das brauchst Du: Streichhölzer, Spülmittel, Schüssel mit Wasser

Im dritten und letzten Experiment brauchst Du ein Streichholz. Zunächst legst du das Streichholz in die Wasserschüssel. So kannst Du Deinen Kindern zeigen, dass nichts passiert. Das Streichholz bleibt genau dort, wo Du es hineingelegt hast.

Nun schneidest Du ein neues Streichholz am hinteren Ende ein und träufelst etwas Spülmittel darauf. Dann legst Du das Streichholz in die mit Wasser befüllte Schüssel. Das Streichholz schwimmt nun durch die Schüssel (vom Spülmittel weg). Warum? Wie wir nun wissen, wird durch das Spülmittel die Oberflächenspannung des Wassers verringert. Die Wasserteilchen hinter dem Streichholz besitzen nun weniger Anziehungskraft und werden daher von den Wasserteilchen auf der anderen Seite des Streichholz angezogen. Das Streichholz bewegt sich. 

Ich hoffe ich konnte Euch ein paar Inspirationen geben. Gerne könnt Ihr die Experimente mit Euren Kindern nachmachen. Nächsten Mittwoch werde ich dann weitere Experimente veröffentlichen.

Eure Wiebke

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Experimente mit Kindern - heute. rund um das Wasser

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