WAS PASSIERT, WENN HEIßES WASSER IN KALTES STRÖMT?
In dieser Lernumgebung können Kinder durch Ausprobieren und Beobachten erleben, wie sich rot eingefärbtes heißes Wasser in kaltem ausbreitet. Sie stellen Vermutungen an, wie lange dieser Vorgang dauert und ob sich das heiße Wasser vermischt.
Materialien
Große, durchsichtige Kiste oder große Vase (5-20 l) · Glasflaschen in unterschiedlicher Größe (bis 0,1 l) · Lebensmittelfarbe · Knete · Trichter · Wasserkocher
Kinder haben in ihrem Alltag einige Möglichkeiten Mischvorgänge von unterschiedlich Flüssigkeiten zu erleben.
Sie ...
Kinder haben eher selten bereits die Vorstellung, dass warmes Wasser nach oben strömt. Ihre weiteren Vorstellungen sind von Alltagserfahrungen geprägt.
Aussagen von Kindern während der Erprobung der Lernumgebung:
Die Flasche mit dem gefärbten, heißen Wasser ist mit einem Knetstopfen verschlossen. Was kannst du beobachten, wenn…
Bei dieser Lernumgebung sind Vorerfahrungen zum Thema Wasser notwendig. Den Kindern sollte bewusst sein, dass Wasser erwärmt werden und unterschiedliche Temperaturen haben kann. Ein erstes Verständnis, wie es im Wasser zu unterschiedlichen Bewegungen und Durchmischungen kommt, ist eine wichtige Voraussetzung, um später anschlussfähige Konzepte zum Wasserkreislauf auf der Erde zu entwickeln. Den Kindern sollte vorab verdeutlicht werden, warum das warme Wasser eingefärbt wird.
Tipp: Heißes Wasser kann auch mit Krepppapier eingefärbt werden. Das Papier für mindestens 10 Minuten in das Wasser legen und danach entfernen. Danach muss wieder heißes Wasser nachgefüllt werden, damit die Temperatur hoch genug ist. Bei der Umsetzung ist darauf zu achten, dass die Knete den Flaschenhals gut abdichtet. Wird die Knete zu tief in den Flaschenhals eingedrückt, kann diese später nur schwer wieder entfernt werden. Der Durchmesser der Öffnung am Flaschenhals sollte nicht zu klein gewählt werden, da das Wasser dann nicht mehr aus der Flasche strömt. In der Flasche sollte keine Luft miteingeschlossen sein.
Was sind die Eigenschaften von kaltem und warmem Wasser?
In warmen Wasser sind die „Wasserteilchen“ viel beweglicher als in kaltem Wasser. Sie können sich freier bewegen und brauchen deshalb aber auch mehr Platz. Warmes Wasser nimmt in fast allen Fällen ein größeres Volumen als kaltes Wasser ein. Die Masse des Wassers bleibt dabei gleich. Bei warmem Wasser ist die Dichte (Masse pro Volumen) kleiner als bei kaltem Wasser. Wasser „schwimmt“, bzw. strömt nach oben, wenn seine Dichte kleiner ist als die Dichte der Flüssigkeit, in die es eindringt. Dieses Phänomen ist auch bei Luft zu beobachten. Warme Luftschichten „strömen“ über kältere Luftschichten.
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