Dies ist ein perfektes Experiment, bei dem die Kinder etwas über die Wasserdichte lernen.
Materialien
- Lebensmittelfarben (Regenbogenfarben sind rot, orange, gelb, grün, blau, lila)
- Wasser
- ein klarer Strohhalm
- Zucker
Werkzeuge
- 6 Becher (mindestens 4 Zoll hoch)
- Esslöffel
- Beaufsichtigung durch Erwachsene
Anleitung
- Fülle jeden der sechs Becher mit der gleichen Menge Wasser.
- Gebe Lebensmittelfarben in die Becher, eine Farbe in jeden Becher.
- Reihe die Becher von links nach rechts auf.
- In die erste Tasse gibst du keinen Zucker. In die zweite Tasse gibst du einen Esslöffel Zucker. In die dritte Tasse gibst du zwei Esslöffel Zucker. In die vierte Tasse gibst du drei Esslöffel Zucker und so weiter.
- Rühre, bis der ganze Zucker aufgelöst ist.
- Um einen Zuckerregenbogen zu machen, nimm den Strohhalm und stecke das Ende in die erste Tasse, die ohne Zucker. Stecke ihn nur etwa einen halben Zentimeter hinein. Schließe das andere Ende des Strohhalms mit deinem Daumen ab, bevor du ihn aus dem Wasser hebst, damit das Wasser nicht aus dem Strohhalm herausfällt.
- Nun tauche den Strohhalm in die zweite Tasse (1 Esslöffel Zucker). Diesmal steckst du ihn tiefer ein, so dass das Ende einen Zentimeter unter dem Wasserspiegel liegt.
- In einer schnellen Bewegung lässt du den Daumen los und fängst wieder an. Jetzt solltest du zwei Farbschichten haben.
- Tauche den Strohhalm immer wieder in jede Lösung ein, von der mit dem wenigsten Zucker bis zu der mit fünf Esslöffeln Zucker. Jedes Mal wird der Strohhalm einen halben Zoll tiefer eingeführt.
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Klare Einwegstrohhalme
Warum
Die Dichte ist die Menge der Substanz (Masse) innerhalb des Volumens, das ein Objekt einnimmt.
Wenn zwei Becher die gleiche Menge Wasser enthalten (d.h. das gleiche Volumen), ist der mit mehr Zucker dichter als der mit weniger Zucker.
Der Auftrieb wird durch die relative Dichte bestimmt.
Die Lösung mit geringerer Dichte schwimmt über der Lösung mit höherer Dichte.
Deshalb vermischen sich die Farben nicht.
Zuckerwasser hat eine höhere Dichte als normales Wasser.
Die Lösung mit mehr Zucker hat eine höhere Dichte als die mit weniger Zucker.
Wenn du den Strohhalm in die Lösungen mit dem wenigsten Zucker bis zum meisten Zucker gesteckt hast, dann vermischen sich die Farben nicht und du hast einen Zuckerwasser-Regenbogen.
Ein weiteres Prinzip, das in diesem Experiment veranschaulicht wird, ist der Luftdruck.
In diesem Experiment wird ein Strohhalm verwendet, um den Regenbogenturm zu erzeugen.
Alternativ kann man auch eine Pipette verwenden, um die farbige Lösung vorsichtig in ein schmales Reagenzglas zu schichten.
Warum ist es möglich, die farbige Lösung im Strohhalm zu halten, wenn man ihn aus dem Wasser hebt?
Wenn der Strohhalm aus der Lösung gehoben wird, fällt der Regenbogenturm nicht heraus, weil die Oberflächenspannung des Wassers dafür sorgt, dass das gefärbte Wasser und dein Daumen zusammen eine geschlossene Luftkammer im Inneren des Strohhalms bilden.
Die Schwerkraft, die das Wasser nach unten zieht, macht das Luftvolumen etwas größer.
Wenn die Luftmenge konstant ist, führt ein größeres Volumen zu einem niedrigeren Luftdruck.
Der Luftdruck außerhalb des Strohhalms ist daher höher als der im Inneren, wodurch das Wasser nach innen gedrückt wird und die Schwerkraft aufgehoben wird.