Ich bin aufgeregt, an meiner ersten Google+ Veranstaltung teilzunehmen … Wissenschaft zu Hause. Diesen Monat ist das Thema Luft und ich habe zwei Aktivitäten zusammengestellt, die Ihnen sicher gefallen werden und die ich beide mit meinen eigenen Kindern verwendet habe. Der Schwerpunkt der Demonstrationen liegt darauf, zu zeigen, dass Luft Masse hat. Wenn Sie diese Aktivitäten mit Ihren Kindern durchführen, versuchen Sie jedoch, das Ziel der Demonstration nicht zu verraten.
Erlauben Sie den Schülern, den Prozess zu beobachten, ohne das Ergebnis zu kennen. Dies wird ihnen helfen, ihre eigenen Titel und Ziele zu formulieren. Bitten Sie die Schüler anstelle der Standardfragen nach dem Labor, die fehlenden Titel und Ziele zu ergänzen. Das macht Spaß und macht das Labor kreativer und forschungsbasierter.
Luft ist das Meer von Teilchen, in dem wir leben. Da sie uns wie eine Decke umhüllt, glauben die Schüler manchmal, dass Luft keine Masse oder kein Gewicht hat. Ich habe heute zwei wissenschaftliche Demonstrationen gezeigt, um den Schülern zu beweisen, dass Luft tatsächlich Masse hat.
Luft hat Masse
In der ersten Aktivität werden zwei mit Luft gefüllte Luftballons verwendet, um ein Gleichgewicht herzustellen. Blasen Sie die beiden Luftballons auf, bis sie gleich groß sind, und binden Sie sie ab. Befestigen Sie an jedem Luftballon ein Stück Schnur. Befestigen Sie dann die anderen Enden der Schnüre an den gegenüberliegenden Enden des Meterstabs, so dass die Ballons den gleichen Abstand zum Ende haben. Die Ballons können nun unter dem Lineal baumeln.
Binden Sie die dritte Schnur in der Mitte des Meterstabs fest und hängen Sie ihn an die Kante eines Tisches oder einer Stützstange. Verstellen Sie die mittlere Schnur, bis Sie den Gleichgewichtspunkt finden, bei dem der Meterstab parallel zum Boden steht. Sobald der Aufbau der Waage abgeschlossen ist, kann das Experiment beginnen.
Während die Kinder den Aufbau skizzieren, bitten Sie sie, vorherzusagen oder eine Hypothese darüber aufzustellen, was passieren wird, wenn Sie ein Loch in einen Ballon stechen. Tun Sie dies und ermutigen Sie sie, ihre Beobachtungen in Worten oder Bildern in ihrem Tagebuch festzuhalten.
Der Ballon, der mit Luft gefüllt bleibt, wird das Lineal zum Kippen bringen, was zeigt, dass die Luft ein Gewicht hat. Die Luft des leeren Ballons entweicht in den umgebenden Raum und ist nicht mehr im Ballon enthalten. Die komprimierte Luft im Ballon hat ein größeres Gewicht als die Umgebungsluft. Während das Gewicht selbst auf diese Weise nicht gemessen werden kann, liefert das Experiment einen indirekten Beweis dafür, dass Luft eine Masse hat.
CO2 ist schwerer als Luft
Eine weitere lustige Demonstration, die Sie leicht zu Hause durchführen können, veranschaulicht, dass Kohlendioxidgas schwerer als Luft ist. Es braucht ein wenig Übung, aber wenn man es einmal drauf hat, macht es richtig Spaß! Sie benötigen zwei Gläser, Backpulver, Essig und eine kleine Kerze. Messen Sie einen Esslöffel Backpulver in das eine Glas. Zünden Sie die Kerze an. Messen Sie einen Esslöffel Essig ab und gießen Sie ihn in das Glas mit dem Backpulver. Lassen Sie es einen Moment lang sprudeln und das Kohlendioxidgas erzeugen. Je nach Größe Ihres Glases kann es übersprudeln. Keine Sorge.
Wenn sich die Blasen ein wenig zurückgebildet haben, heben Sie das Glas vorsichtig an und gießen das Kohlendioxidgas in das zweite Glas. Achten Sie darauf, dass Sie die Flüssigkeit nicht ausgießen; Sie werden nicht wirklich etwas ausgießen sehen – aber vertrauen Sie mir. Heben Sie dann vorsichtig das zweite Glas an (das scheinbar leer ist) und gießen Sie es über die brennende Flamme. In nur wenigen Sekunden wird die Flamme erlöschen.
Um zu brennen, benötigt Feuer Sauerstoff. Feuer entsteht, wenn ein brennbares Material in Kombination mit einer ausreichenden Menge an Sauerstoffgas (oder einer anderen sauerstoffreichen Verbindung) einer Wärmequelle ausgesetzt wird und in der Lage ist, eine schnelle Oxidationsrate aufrechtzuerhalten, die eine Kettenreaktion erzeugt (das Feuertetraeder). Feuer kann nicht existieren, wenn nicht alle diese Elemente vorhanden sind und im richtigen Verhältnis zueinander stehen. Wenn das Kohlendioxidgas aus dem Glas gegossen wird, wird es durch die Schwerkraft nach unten gezogen und die sauerstoffreiche Luft weggedrückt. Ohne Sauerstoff ist die Flamme erloschen.
Take it Further
Kannst du Wege finden, die Masse verschiedener Gase zu testen? Wie könnten Sie die Masse von Helium und Kohlendioxid vergleichen? Was kann Ihnen das Periodensystem über diese Elemente sagen?
Zusätzlich zu den beiden Aktivitäten, die ich heute im Hangout geteilt habe, habe ich auch ein paar andere einfache Aktivitäten mit meinen Kindern durchgeführt, die ich in einem früheren Beitrag, Luftdruck und Windaktivitäten, ausführlicher beschrieben habe.
Wenn Sie den Hangout auf Google+ verpasst haben, können Sie die vollständige Videoaufzeichnung bei Science at Home sehen.