Seminar und Praktikum zur Didaktik der Physik
Versuchskarte zu experimentellen Themen
 
Datum:

Titel:

Abkühlung von Gasen / Verbrennungsvorgang


Versuchsnr.:07

Namen: Caroline Lutz, Tobias Nau, Carolin Häufle

Gruppe:C

DP Physik

 
Versuchsaufbauten
mit Parametern
 
  KB1 KB2
   
Geräte
mit Firmenangabe

Teelichter
verschieden große Bechergläser
flache Wasserschalen
gefärbtes Wasser

Durchführung

Teelichter einzeln in Wasserschalen stellen, diese mit gefärbtem Wasser füllen. Teelichter anzünden.
Gleichzeitig verschieden große Bechergläser über die Teelichter stülpen, so dass diese auf dem Grund der Wasserschalen die Teelichter umgeben.
Die Teelichter erlischen, wobei die Brenndauer sich verlängert je größer das Becherglas ist welches sie einschließt.

Resultate
möglichst quantitative

Nachdem die Teelichter erloschen sind wird Wasser in das Innere des Becherglases gesaugt, so dass der Wasserspiegel im Inneren deutlich höher ist, wie in der Wasserschale außerhalb des Becherglases.

Erklärung:
  • Die Kerze brennt solange bis der Sauerstoff im Inneren des Becherglases aufgebraucht ist (21% des Volumens)
  • Das Wasser wird auf Grund einer Druckabnahme im Inneren von dem äußeren Atmosphärendruck ins Becherglas gedrückt
  • Für die Druckabnahme sind im wesentlichen 3 Effekte verantwortlich:
    - entstehender Wasserdampf kondensiert am Becherglas
    - entstehendes Kohlendioxid löst sich in Wasser
    - bei Abkühlung auf Raumtemperatur verringert die beim Überstülpen erhitzte Luft ihr Volumen  

Bemerkungen
&
Tricks

Gläser mit Ausflussvorrichtung sind ungünstig, da durch die Öffnung früher Luft in das Glas gelangt.
Um zu vermeiden, dass sich die Gläser am Grund der Schalen festsaugen können Streichhölzer untergelegt werden.
Als Beispiel aus dem Alltag können Einmachgläser erwähnt werden. Das Einmachglas wird verschlossen solange der bis zum Rand reichende Inhalt noch sehr warm ist. Nach der Abkühlung ist das Volumen des  Einmachguts kleiner. Ins Innere des Glases konnte keine Luft gelangen und der Deckel wird durch den Atmosphärendruck auf das Glas gepresst.

Literatur Dorn-Bader, Physik-Mittelstufe, Schroedel-Schulbuchverlag, 1980