Messen, rechnen, experimentieren
mit riesigen, kleinen und kleinsten Mengen von Wasser
Projekt in einer Klasse 5c der Alexander-von-Humboldt-Schule Lauterbach 05.04.2000

Im rechten Photo siehst Du unsere Erde
vom dem Weltraum aus.
(willst Du das Photo vergrößern?
 Ein Mausklick genügt)
    Du siehst nur wenig Land, das meiste
    ist Wasser und Eis.
    Dazu kommen viele Wolken: Sehr kleine Wassertröpfchen und/
    oder Eiskristalle.
Das linke Photo zeigt den Rand des  Polareises. Oberhalb von 4 Pfeilen sieht man die Kante eines kürzlich abgebrochenen Eisbergs von der Größe Jamaikas (11.424 km2). Nimm an, er wäre 1 km dick, so hätten wir darin 11.424 km3 , das sind 264km x 44km x 1 km festes Wasser.


Klicke dieses Photo an, dann siehst Du ein Experiment, wie man bestimmen kann, wieviel Wasser es in einem Ei gibt. Mit Kartoffeln  kommst Du zu einem ähnlichen Ergebnis.
Als die Alten Ägypter ihre toten Könige mumifizierten, entzogen sie ihnen als erstes das Wasser. Menschen, Eier und Kartoffel enthalten etwa dieselbe Wasser-Menge: Beim vollständigen Entwässern verlöre ein 68 kg schwerer Mensch 48 Liter (= Kubikdezimeter) Wasser, das sind 4 dm x 4 dm x 3 dm = 40 cm x 40 cm x 30 cm
.Wasser ist ein Lebensraum:

. .


In den folgenden Versuchen lernst Du nicht nur wie ein Arzt mit einer Spritze und einem Impfstoffgläschen umzugehen. Du wirst die Spritze außerdem für Messungen nutzen:

1. In wieviele Tropfen kannst Du 1 Milliliter Wasser zerlegen? 2. Wieviel Raum nimmt 1 Tropfen Wasser ein?   (das nennt man sein Volumen).

a* Öffne die Verpackung und hole die Spritze heraus (Lasse die Nadel bitte noch verpackt!).
b* Sauge Wasser in die Spritze, halte sie so senkrecht wie die Kinder auf dem Photo.
c* Drücke vorsichtig auf die Spritze, bis ein möglichst großer Tropfen daran hängt.
d* Schau durch den Tropfen hindurch: Steht die Welt in dem Tropfen auf dem Kopf?
e* Fülle so viel Wasser wie möglich in Deine Spritze.
e* Drehe sie nun zum Ablesen um, so daß die Öffnung nach oben weist.
f* Klopfe so lange gegen die Spritze, bis alle Luftblasen nach oben gestiegen sind.
g* Drücke sie heraus, sauge noch mehr Wasser ein, drehe sie wieder um.
h* Schiebe das innere "Teil" so weit nach oben, daß sein vorderer schwarzer Strich auf der
   Markierung 100 steht. (100 Einheiten sind 1 ml = 1000 Mikroliter µl).
i* Verteile 1 ml Wasser -so behutsam wie bei c* - aus der Spritze auf eine Oberfläche aus
    Plastik.
Ergebnis 11 Spritze voll Wasser (1ml = 1000 mm3) kannst Du in etwa 20 Tropfen zerteilen.
1 Wassertropfen nimmt also etwa 1/20 ml ein = 50 mm3 = 50 µl = 3,7 mm x 3,7 mm x 3,7 mm.
k* Stecke jetzt die Nadel auf die Spritze sauge einen einzigen Wassertropfen von der
    Plastikunterlage zurück in die Spritze, verteile ihn als Mikrotropfen.
Ergebnis 21 Wassertropfen(50µl = 1000 mm3) kannst Du in etwa 10 Mikrotropfen zerteilen.  1 Wasser-Mikrotropfen nimmt alo etwa 5 mm3 ein = 50 µl = 1,7 mm x 1,7 mm x 1,7 mm.
Daraus folgt: 1 Spritze voll Wasser läßt sich etwa in 200 Tropfen zerlegen.





Unter dem Mikroskop lassen sich noch viel kleinere Flüssigkeits-Tröpfchen betrachten und mit Hilfe eines Objektmikrometers ausmessen. (Darauf ist ein Millimeter [mm] in 100 Abschnitte unterteilt.)

Fettkügelchen in der Milch sind klein, Bakterien-Zellen sind noch kleiner.
Wie Kartoffeln und Eier bestehen sie hauptsächlich aus Wasser. Dehalb sollt Du versuchen, ein Bakterium unter dem Mikroskop zu sehen.

Photo: Dies sind Kolonien von Abwasser-Bakterien aus dem Lauter-Bach dort, wo Abwasser hineinfloß. In Gallerte-Fäden sitzen so viele Bakterien hintereinander, daß man sie mit dem bloßen Auge sehen kann:
* Gib einen Wassertropfen auf ein 3 x 10 cm großes Gläschen
   (Objektträger), verteile darin und decke ein kleines dünnes
   Gläschen (Deckgläschen) darauf.
* Wenn Dein Mikroskop sehr gut ist, siehst Du bei der stärksten Vergrößerung lange Reihen
   von Zellen. Grob geschätzt haben diese Bakterien ein Volumen von 1 µm x 1 µm x 1 µm = 1 µm3.




Das Wasser in einem einzigen dieser Bakterium ließe sich noch mehr als 10 Milliarden mal in kleinere Wasser-Mengen zerlegen.
Diese kleinste Menge Wasser kann man nicht mehr sehen. Man weiß aber ungefähr, wie sie aussieht.
Um etwas zu verstehen, was man nicht sehen kann, braucht man ein Modell.

* Baue Dir einen Mikrobrenner aus einem hohen 5-ml-Impfstoffgläschen und einem
   zusammengerollten Stück Toiletten-Papier, fülle das Gläschen mit Brennspiritus.
* Schmilz damit aus einer großen roten und zwei kleinen weißen Plastikperlen ein
  kleinstes Teilchen Wasser zusammen.
Rechne aus, wieviele Bakterien sich mit dem Wasser des photographierten Eisberges
vermischen müßten, damit zu jedem Kubikmeter ein weiteres kleinstes Teilchen Wasser
kommt.  Wenig mehr als 1000 Bakterien wären nötig.
   (11.424 km3 =) 11.424.000.000.000 m3 geteilt durch 10.000.000.000 kleinste Wasser-Mengen aus 1 Bakterium 


Der Stoff, aus dem das Wasser ist: Zerlegt man die kleinste Menge weiter, so entstehen neue Stoffe..


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