Chemische Experimente für die Grundschule

Bau eines Thermometers

Zeitbedarf:

25 Minuten.

Ziel:

Flüssigkeiten können sich ausdehnen

Material:

	Milch- oder Sahneflasche 1l/500ml mit Schraubdeckel
	Raumthermometer zum eichen
	Knetmasse (besser: Bindulin dichtfix = flüssiger Gummi, aus dem Farben-Fachgeschäft
	hohes Gefäß, z.B. Messbecher 1 Liter

	Heizplatte
	Eisbehälter
	Strohhalm 5mm, besser 3mm Innendurchmesser
	dickwandige Glaskapillare, ca. 30cm lang, bis 1,5mm Innendurchmesser
	Lochstecher

Chemikalien:

Methylenblau, blaue Tinte, Lebensmittelfarbstoff oder Malventee

	Wasser
	Eis

Durchführung1 (Bau):

In die Flasche warmes Wasser (ca. 40°C) füllen bis knapp unter den Rand, dann so viel Farbstoff hinzufügen, dass das Wasser kräftig gefärbt ist. In den Deckel ein Loch für den Strohhalm oder das Glasröhrchen stechen, dann die Flasche zuschrauben und ins Eiswasser im Messbecher stellen bis sie abgekühlt ist (ca. 10 min.). Die abgekühlte Flasche aus dem Eiswasser nehmen, den Strohhalm ca. 2cm durchs Loch stecken und mit Knetmasse abdichten. Ggf. Deckel trocknen, damit die Knetmasse haftet. Dann die Flasche in ein hohes Gefäß in 40°C warmes Wasser stellen.

Beobachtung:

Im Röhrchen steigt das Wasser innerhalb von einigen (2-7) Minuten 50-180 mm hoch, je enger, desto höher. Nimmt man die Flasche aus dem Messbecher und lässt sie im Raum stehen, dann sinkt die Flüssigkeitssäule im Glasröhrchen nach einiger Zeit.

Deutung:

Da sich das gefärbte Wasser in der Wärme ausdehnt und die Flasche luftdicht verschlossen ist, kann es nur in das Röhrchen ausweichen und steigt darin hoch.

Durchführung2 (Eichen):

Mit dem handelsüblichen (Raum)Thermometer verschiedene Temperaturen messen und Striche auf dem Röhrchen einzeichnen.

Entsorgung:

Ausguss.

Quelle:

Die Grundschulzeitschrift, Heft 154/2002, Heibel, T., Siemsen, F., Experimente zum Thema Wärme Kopiervorlage 11. Angepasst.

Did. und techn. Hinweise:

Hat man noch Luft über der Flüssigkeit stehen, ist der Effekt größer, da sich Luft stärker als Flüssigkeit ausdehnt und die Flüssigkeit in das Röhrchen schiebt. Bei herkömmlichen Thermometern ist es jedoch nur die Flüssigkeit, die sich ausdehnt.

	Damit schon zu Beginn Wasser in dem Röhrchen steht und man die Wassersäule oberhalb des Flaschendeckels gut beobachten kann, verwendet man sehr dünne Röhrchen. Durch die Kapillarwirkung steigt das Wasser sofort einige Zentimeter im Röhrchen an.
	Knetmasse selber machen wie in o.a. Literatur angegeben ("aus Mehl, Kochsalz und Wasser etwas Knetmasse herstellen") funktioniert nicht so gut (Dichteigenschaften zu schlecht; Schüler sind enttäuscht).

Diskussion:

	Wofür werden Thermometer bei uns benötigt? Lufttemperatur messen (als Teil des Wetterberichts, hitzefrei, in Wohnräumen); Wassertemperatur messen (im Schwimmbad); Körpertemperatur messen (Fieber).
	Wozu dient das anfängliche Anwärmen des Wassers?
	Gibt es andere Thermometerskalen als °C? (Fahrenheit, Réaumur, Kelvin).

WWW:

http://www.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/lectures/
ph1_0102/p112_l06/p112_l06.html sehr viel Physik zu mehreren Thermometerarten.
http://www.wissenschaft.de/wissen/news/150583 kleinstes Flüssigkeitsthermometer der Welt.

Didaktik der Chemie
Universität Bayreuth