Kerze im Trockeneisnebel


Wir geben Trockeneis in ein Aquarium mit ein bischen Wasser. Der Nebel ist nur das Wasser, welches aus der Luft kondensiert. Das CO2 kann man mit einer Kerze zeigen. Kerzen brauchen Sauerstoff zum Brennen. Da Kohlendioxid (Trockeneis) schwerer ist als Luft, füllt es das Aquarium von unten her. Das zeigt die Kerze an. Dann weiß man wo das CO2 ist, auch wenn man es nicht sieht.

3 Kerzen unter Glas


Ei in der Flasche


Sahneantrieb bei Keksen

(Geogebra-Animation)


Wasser und Wein


Flaschenhals einölen und brennendes Streichholz in die Flasche werfen. Dann das Ei auf den Flaschenhals setzen. Das Ei wird in die Flasche gesogen.


Die Luft in der Flasche wird durch das verbrennende Streichholz erwärmt und dehnt sich aus.  Sobald das Streichholz aus geht, kühlt die Luft wieder ab und zieht sich zusammen. Da beim Abkühlen aber das Ei die Öffnung verschließt, entsteht ein Unterdruck in der Flasche. Der höhere Außendruck drückt das Ei in die Flasche.






Wenn Kerzen abbrennen, entsteht Wachs-Gas am Docht. Das Gas reagiert mit dem Sauerstoff in der Luft, es entsteht CO2 = Kohlendioxid. In Kohlendioxid können Kerzen nicht brennen.


Ich zünde die Kerzen an und stelle ein Aquarium umgekehrt darüber und warte. Die Kerzen gehen aus. Was ist daran kniffelig?

In welcher Reihenfolge gehen sie aus?

Kohlendioxid ist schwerer als Luft, sinkt also nach unten. Dies gilt aber nur, wenn beide Gase gleich warm sind. Direkt nach der Verbrennung ist das CO2 aber heiß und dann eben deutlich leichter als Luft, beziehungsweise Sauerstoff. Es sammelt sich oben im Gefäß und erstickt dort erst die oberste Flamme, dann die mittlere und die untere.


In den Gläsern ist Wasser. Oben wird eine Mischung aus Alkohol und Farbstoff geschüttet. Und weil Alkohol eine geringere Dichte hat als Wasser, zieht es sich durch die Ritze rein und schwimmt nach oben.


Der Keks dreht sich durch die Kraft die die Sahne auf ihn ausübt. Dies ist auf der Animation über mir dargestellt. Die Sahne strömt aus der roten Düse. Darauf ist ein Pfeil. Der stellt die Kraft der Sahne auf den Keks dar.

Diese Kraft teil sich in zwei Teile auf, die ich jetzt mal Schiebekraft und Drehkraft nenne. Diese beiden stehen senkrecht aufeinander.

Die Schiebekraft versucht, den Keks wegzuschieben. Das klappt so nicht, weil die Reibung zu groß ist.

Wenn der Keks ein bisschen gewölbt ist, liegt er nur auf einem Punkt in der Mitte auf. Dadurch lässt er sich leicht drehen.

Bei der Drehkraft ist es ja so, dass wir das Drehmoment, also die Drehkraft mal den Hebelarm, betrachten müssen. Das ist hier grün dargestellt.

Ist nun das Drehmoment gegenüber der Schiebekraft groß, dreht sich der Keks. Und zwar immer schneller je näher die Düse an den Auflagepunkt heran kommt.

Ganz nah am Auflagepunkt geht es aber nicht mehr.

Sie werden sehen, wenn Sie das zu Hause ausprobieren, klappt das nicht bei jedem Keks. Manche sind einfach nicht gewölbt genug.


Geysir


Ein mit Wasser gefüllter Hohlraum befindet sich direkt über einer heißen Schicht Magma und ist mit einer Röhre zur Erdoberfläche verbunden.

Als erstes wird das Wasser durch das darunterliegende heiße Magma erhitzt. Das Volumen des Wassers vergrößert sich und steigt in der Röhre auf. Die daraus resultierende Drucksteigerung erhöht auch die Siedetemperatur. Das Wasser kann nun über 100°C heiß werden, bevor es kocht. Während das Wasser weiter erhitzt wird steigt weiter das Volumen, der Druck und die Siedetemperatur wodurch das Wasser wiederum noch heißer werden kann. Die Wassertemperatur steigt durch das heiße Magma immer weiter, bis endlich die Siedetemperatur doch noch erreicht wird. Jetzt geht es ganz schnell: Das Wasser kocht, Blasen steigen in die Röhre und verdrängen dort Wasser. Also drückt nicht mehr so viel Wasser auf die Kammer, und der Druck sinkt wieder. Dummerweise ist das Wasser jetzt aber heißer als es sein dürfte und es kocht immer heftiger und vor allem im ganzen Volumen. Von außen sieht man jetzt heftige Wasserdampffontänen.


Wir verdünnen Magnesiummilch mit Wasser. Der Universalindikator zeigt mit seiner grünen Farbe an, dass wir eine neutrale Lösung vorliegen haben. Nun geben wir Essig dazu. Der Indikator zeigt sofort mit einer Verfärbung ins Rote an, dass die Lösung sauer wird. Es dauert aber nur wenige Sekunden, bis die Lösung wieder grün wird. Warum? Das Magnesium bindet Säure. Nachdem wir es mit Essig nicht schaffen, die Lösung dauerhaft ins Saure zu verschieben, probieren wir noch Schwefelsäure. Aber selbst das bringt die Pufferlösung nicht aus der Ruhe und sie bleibt weiterhin in neutralen Bereich.


Magnesium ist in Medikamenten gegen Sodbrennen enthalten. Sodbrennen entsteht, wenn sehr viel Magensäure produziert wird und in der Speiseröhre nach oben steigt. Das Magnesium bindet die Säure sofort und der Schmerz verschwindet. Das können wir uns nach den Experimenten lebhaft vorstellen.

Magnesiummilch