Warum schwimmt etwas? Weintraubendidaktik

Ich fin­de es immer wie­der wit­zig, wie zufäl­lig sich Stun­den erge­ben. Auf die Idee zu der fol­gen­den Stun­de kam ich durch die­se Sei­te der Uni­ver­si­tät Olden­burg. Bei der Beschrei­bung dort dach­te ich: „Da geht doch auch was auf dem Niveau einer 7. Klas­se!”. Grund­pfei­ler sind fol­gen­de Beob­ach­tun­gen:

Diese Weintraube schwimmt nicht in Wasser

Die­se Wein­trau­be schwimmt nicht in Was­ser

Ganz anders hier:

Diese Weintraube schwimmt in Wasser

Die­se Wein­trau­be schwimmt in Was­ser

Offen­bar ist die eine Wein­trau­be kaputt :o)… Nee, natür­lich nicht. Oben liegt die Wein­trau­be in Süß­was­ser, unten wur­de zünf­tig Koch­salz hin­zu­ge­fügt und immer wie­der umge­rührt.  Die Arbeits­auf­trä­ge für die SuS hät­ten am bes­ten gelau­tet:

  1. Bestimmt die Dich­te von Lei­tungs­was­ser, indem ihr 50mL in einem Mess­zy­lin­der wiegt
  2. Bestimmt die Dich­te der Wein­trau­be, indem ihr sie wiegt und anschlie­ßend das Volu­men an Was­ser bestimmt, wel­ches sie in einem Mess­zy­lin­der ver­drängt
  3. Legt die Trau­be in ein Becher­glas mit 100mL Was­ser und fügt löf­fel­wei­se Koch­salz hin­zu. Sorgt durch Umrüh­ren mit einem Glas­stab dafür, dass sich das gan­ze Salz auf­ge­löst hat, bevor ihr einen wei­te­ren Löf­fel hin­zu­fügt.
  4. Notiert eure Beob­ach­tun­gen, wenn sich etwas ver­än­dert
  5. Bestimmt die Dich­te des Salz­was­sers, indem ihr 50mL in einem Mess­zy­lin­der wiegt

Ich habe die Wer­te an der Tafel in eine Tabel­le ein­tra­gen las­sen:

Da es sich bei den Arbeits­auf­trä­gen oben bereits um reflek­tier­te For­mu­lie­run­gen han­delt, sind die ermit­tel­ten Wer­te natür­lich opti­mier­bar — so wur­de die Dich­te des Was­sers etwa in einem schnö­den Becher­glas und nicht in einem Mess­zy­lin­der ermit­telt, für die Wein­trau­be wur­de ein viel zu gro­ßer Zylin­der ver­wen­det usw. — ja, und idea­ler­wei­se hät­te man die Wer­te gleich am Lap­top in z.B. eine Goog­le­Docs-Tabel­le ein­tra­gen las­sen sol­len, um gleich in der Stun­de ein Ergeb­nis zu haben — mei­ne Wer­te sind jetzt so und nicht anders:

Grup­pe Dichte(Wasser) [g/mL] Dichte(Weintraube) [g/mL] Dichte(Salzwasser) [g/mL]
A 0,29 1,21 1,15
B 0,91 1,13 #WERT!
C 0,95 1,05 1,00
D 0,95 1,11 1,09
E 0,90 0,22 1,50
F 0,94 0,12 0,31
G 0,88 1,16 1,15
H 0,94 0,95 0,93

Die Wer­te spie­geln in etwa den Ver­lauf der Stun­de wie­der, aber gera­de bei Grup­pe D und bei Grup­pe G stimmt schon ein­mal die Rich­tung: Die Wein­trau­be schwimmt spä­ter, weil das dem Was­ser zuge­füg­te Salz des­sen Dich­te erhöht. Damit ein Kör­per in einem Stoff schwimmt, muss des­sen Dich­te also klei­ner sein als die des umge­ben­den Stof­fes.

Im nächs­ten Jahr neh­me ich auf jeden Fall immer Mess­zy­lin­der zur Volu­men­be­stim­mung und mache viel­leicht zusätz­lich eine Stun­de zum The­ma: Rich­ti­ges Wie­gen…

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