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W7. 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 (5 drops) und später in einer Getränkedose (5 ml) 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
ersetzte die Luft in der Ampulle.
Beim Kondensieren zog sich dieser 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.
Explosion
einer Cola-Dose
zurück .......... weiter..............erste Veröffentlichung: 31.10.2002..............................letzte Veränderung: 21.12.2008