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7.
Springbrunnen oder Implosion - Volumenreduktion beim Kondensieren
von Wasserdampf
Im Inneren eines Kühlturms
(Photo 1:
Kernkraftwerk
Philippstal) verdunstet Wasser
besonders schnell und
steigt als Wasserdampf auf.
Über dem Kühlturm sieht man ihn als Wolken.
Aufgaben
1. Bringe etwas Wasser
zuerst in
einer Ampulle und später in einer Getränkedose zum
Sieden
2. Tauche die Behälter mit den Öffnungen rasch in Wasser.
Material
Experimentiertablett,
Ampulle (5mL) hoch mit Stopfen, Mikrobrenner
in Stativ,
Aluminiumbecher eines Teelicht für angefärbtes Wasser,
Plastik-Pipettenspitze,
Mikro-Reagenzglasklammer (Holzwäscheklammer, geschützt von
Alu-Folie),
leere Getränkedose, großer mit 1 - 2 Liter Wasser
gefüllter Behälter, Toilettenpapier, Streichhölzer,
Brennspiritus, Tropfflasche mit angefärbem
Wasser (oder abgestandene Cola).
Durchführung
1
1. Gib einige
Wassertropfen in eine Ampulle. Verschließe sie mit dem Stopfen,
durch den Du von oben das spitze Ende einer Pipettenspitze (Düse)
gedrückt hast.
2. Fasse die Ampulle mit
einer Klammer, erwärme sie so lange über der Brennerflamme,
bis die Flüssigkeit siedet
und der Wasserdampf als "Wolke" entweicht (Photo 2).
3. Drehe die
Ampulle mit dem siedenden Wasserrest rasch um, und tauche sie mit der
Düse tief in den Becher voll rotem Wasser (Photo 3).
Beobachtung
Vergleiche Deine Beobachtungen mit denen
in Photo
4).
Erklärung
Zuerst war die Ampulle
nicht leer. Außer ein paar Wassertropfen war sie gefüllt mit
6 mL Luft.
Beim Sieden verdampfte das Wasser.
Unsichtbarer Wasserdampf
drückte die Luft aus dem Gläschen.
Beim Kondensieren zog sich der
Wasserdampf auf ein vernachlässigbar kleines
Flüssigkeits-Volumen zusammen. Die Ampulle war also fast
luftleer, der Unterdruck saugte das Gefäß voll mit
gefärbtem Wasser.
Durchführung
2
1. In einer Cola-Dose
bringe etwa 3 mL Wasser zum Sieden. Fasse die Dose
dabei von rechts und links mit nassem Toilettenpapier (Photo 5).
2. Sobald der Inhalt siedet, tauche die Dose zur Kühlung rasch mit
der Öffnung nach unten tief in den Behälter mit Wasser.
Beobachtung
Vergleiche Deine Beobachtungen mit denen
in Photo
6 und 7).
Erklärung
Wie bei Durchführung
1 verdrängte Wasserdampf 300 mL Luft aus der Dose. Wie dort zog
sich dieser Wasserdampf beim Kühlen rasch auf ein
vernachlässigbar kleines Flüssigkeits-Volumen zusammen.
Anders als dort konnte der Unterdruck im Doseninneren nicht durch das
Hochsaugen ausgeglichen werden. Deshalb presste der äußere
Luftdruck die Dose zusammen. Sie implodierte.
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Veröffentlichung: 31.10.2002..............................letzte
Veränderung: 28.07.2008