Lutz Stäudel

Warum implodiert die Dose? – Gestufte Hilfen

Druck, Implosion, Aggregatzustand, Kondensation, Experiment
Die Getränkedose implodiert, wenn sie kopfüber in kaltes Wasser getaucht wird., © Tatjana Meyer

Lutz Stäudel

Impulsfragen
Hilfe 1
Was versteht man eigentlich unter „implodieren? Wenn ihr unsicher seid, dann schaut in einem Schulbuch nach oder z.B. bei Wikipedia.
Hilfe 2
Übertragt die Definition von „Implosion auf die Getränkedose. Was kommt hier als Ursache für einen „Außendruck, der größer als der Innendruck ist in Frage?
Hilfe 3
Überlegt: Warum lässt der Luftdruck eine leere (oder auch eine volle) Dose im Normalfall nicht implodieren? Was ist im Experiment so entscheidend anders, dass eine Implosion stattfinden kann?
Hilfe 4
Wenn man Wasser lange genug erhitzt
Hilfe 5
Wenn jetzt die Dose umgekehrt ins kalte Wasser getaucht wird
Hilfe 6
Jetzt habt ihr alles zusammen um das Experiment erklären und die wirkende Kraft benennen zu können. Formuliert einen zusammenhängenden Text!
Antworten
Lösung 1
„Eine Implosion ist der plötzliche Zusammenbruch eines Objekts infolge eines Außendrucks, der größer als der Innendruck ist, oder anderer Kräfte, die unausgeglichen auf die Objektmitte hin wirken. (Wikipedia)
Lösung 2
Als einzig mögliche Ursache für den Außendruck kommt der Luftdruck in Frage.
Lösung 3
Im Normalfall wirkt bei einer offenen leeren Dose der Luftdruck innen ebenso wie außen. Beim Experiment wird etwas Wasser eingefüllt und erhitzt.
Lösung 4
bildet sich Wasserdampf. Der Wasserdampf verdrängt die Luft in der Dose.
Lösung 5
kondensiert der Wasserdampf sofort, der Innendruck bricht zusammen, der äußere Luftdruck drückt die Dose zusammen, sie implodiert.
Lösung 6
Das in die Dose eingefüllte Wasser verdampft beim Erhitzen und verdrängt die Luft. Steckt man die Dose schnell umgekehrt in kaltes Wasser, kondensiert der Wasserdampf, der äußere Luftdruck wird nicht mehr ausgeglichen und drückt die Dose zusammen.

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 162 / 2017

Inklusion

Friedrich+ Kennzeichnung Experimente Schuljahr 5-8