Moin,
also soll für Physik 2 kurze Versuche vortragen, naja Beschreibung und Beobachtung kein Problem, aber bei der Deutung komm ich nicht weiter, vielleicht kann mir ja jemand helfen.
Hier Versuch Nummer1:
Versuch: Becken bis Rand mit Wasser gefüllt. Münzen ins Wasser gleiten lassen.
Beobachtung: Es entsteht eine Art Wasserhügel. Beim weiteren Zufügen von Münzen läuft das Wasser über. (naja ist ja auch eigentlich bekannt, dass das so passiert)
Deutung: Wie kann man das erklären, weiss nicht womit das genau zusammenhängt, also jetzt mit Atomstruktur von Wasser oder Polarität oder Flächenspannung oder so?

Versuch Nr2:
Versuch: Ganz kleinen Wasserstrahl am Wasserhahn laufen lassen. 5cm unter der Ausgangsöffnung Finger halten und langsam richtung Ausgangsöffnung führen.
Beobachtungen: Wenn man den Finger der Ausgangsöffnung nähert werden aus dem kleinen Wasserstrahl Tropfen, also nun tropft das Wasser nur noch aus dem Wasserhahn.
Deutung: War selbst überrascht und weiss nicht, wie das jetzt zustande kommt.


Wäre echt nett, wenn mir jemand helfen kann, da ich zur Zeit nicht so der Master in Physik bin und ich doch ganz gerne wenigstens das ordentlich machen will. Deutung muss aber eben relativ genau sein, ist für 12.Jahrgang.

Danke schon mal im voraus.

1. Van-der-Waals-Kräfte
2. kein nbock mir jetzt nen kopf zu machen...

1) Durch den Dipolcharakter der Wassermoleküle werden Wasserstoffbrücken ausgebildet, diese widerum sorgen für einen großen Zusammenhalt der Wassermoleküle welcher sich an der Grenzfläche Wasser/Luft als Obeflächenspannung äussert.
Durch das hinzufügen der Münzen wird Wasser verdrängt, die Grenzfläche vergrößert sich, und irgendwann ist die Oberflächenspannung nicht mehr groß genug das Halbkugelförmige Gebilde auf der Oberfläche zu halten, die Oberfläche bricht zusammen und das überschüssige Wasser verteilt sich anderweitig.

sag ich doch van der waals kräfte...

Versuch 1: Genau, Oberflächenspannung.. Gib einen Tropfen Spüli ins Wasser, dann wird die Oberflächenspannung zerstört und die Münze geht unter.

Versuch 2 müßte auch mit Oberflächenspannung zusammenhängen. Das Wasser ordnet sich meiner Erinnerung nach immer so an, daß die Kräfte minimiert sind. Also normalerweise Kugelform, durch die Erdanziehung zu Tropfen deformiert.. Ich schätze, durch den Finger fangen die Tropfen an, sich zu berühren, und ordnen sich zu einem großen Tropfen um. Durch die Erdanziehung wird dieser in eine schlauchartige Form=Wasserstrahl deformiert.
Keine Ahnung, ob das die Lösung ist, hört sich aber einigermaßen logisch an, oder?

@all danke, das hört sich alles ganz plausibel an. passt auch mit dem spüli, da das auch ausporbiert wurde. thx auf jeden fall dafür

ach ja @joeyxx das kann ja gerade nicht sein, da durch die berührung mit dem finger aus dem strahl tropfen werden und nicht umgekehrt

ist der tropfenversuch wiederholbar, oder war es einfach nur zufall?

@Revil

Ich würde das 2. Experiment wie folgt erklären:

Im Wasser bestehen Adhäsionskräfte, die wie oben erklärt aufgrund von Anziehungskräften zwischen den Wassermolekülen entstehen.
D.h. im Wasser besteht eine Art Zusammenhaltekraft=Adhäsion. Das erkennt man auch daran, daß zwei Wassertropfen sogleich miteinander verschmelzen wenn sie sich auf einer Platte so nahe kommen daß diese Kräfte zur Geltung kommen. Folglich bestehen auch innerhalb des Wasserstrahls Adhäsionskräfte. So gesehen stellt ein langer Wassertstrahl eine Art Faden dar, nur viel viel instabiler als ein Faden aus einer festen Substanz, denn nur die geringen Adhäsionskrafte sorgen für Zusammenhalt.
Das bedeutet aber auch, daß ein gewisser Zug durch den Wasserstrahl ausgeübt wird (wie ein langer Faden der an dem Ausfluß hängt und einen Zug entsprechend seiner Gewichtskraft ausübt) da er lang ist hat er eine gewisse Gewichtskraft und zieht sozusagen am nachfließenden Wasser, je länger der Stahl umso stärker der Zug, umso stärker der Fluß. Wird der Finger dazwischen gehalten wird der Faden abgekürzt, da der zerbrechliche Faden durch den Finger abbricht.
Der Zug des numehr sehr kurzen Faden ist dann viel kleiner darum wird der Fluß geringer, die jetzt ausfließende Wassermenge ist nicht groß genug um einen geschlossenen Strahl zu bilden, folglich bilden sich entsprechend der oben angesprochenen Oberflächenspannung kleine Kugeln, da dies die Form mit der kleinsten Oberfläche ist, die Oberfläche minimiert sich entsprechend der Oberflächenspannung.

versuche die man schülern in der schule vorsetzt sind grundsätzlich wiederholbar sonst wirds zu schwierig.

@Revil & Jemand
Stimmt, eben habe ich es ausprobiert. Wenn man genau hinschaut, dann gibt es auch eine Übergangsphase, bei der der glatte Strahl so kleine regelmäßige Beulen bekommt, bevor er sich zu Tropfen ablöst.


[i]Geändert von Joeyxx[/i]

übrigens: wasserstoffbrücken sind nicht gleich van der waals kräfte und nicht gleich dipol-anziehungskräfte!

das H2O ist ein dipol und infolge dessen denke ich mir, ist diese eigenschaft für die oberflächenspannung verantwortlich.

van der waals kräfte sind zwar auch kräfte zwischen molekülen, doch haben die mit der grösse des komplexes und seiner dichte zu tun. H2O ist recht klein und als solches hat wasser fast keine van der waals kräfte.

cool also danke für die antworten, bin mal gespannt, was der lehrer davon hält, aber scheint ja plausibel zu sein

Van-der-Waals Kräfte sind immer vorhanden, es sind die kleinsten bekannten Kräfte, die zw. Atomen und/oder Molekülen wirken können....also sind sie auch beim Wasser vorhanden....
die Oberflächenspannung hingegenwird, wie schon richtig dargestellt durch die Dipol-Kräfte, die zw. den einzelnen Wasserstoffatomen bestehen erzeugt, in diesem speziellen Fall führen sie zur Ausbildung der sog. Wasserstoffbrücken.

2. is extrem einfach schämt euch alle was zusammen ich weiß das und bin grad ma im 2. jahr physik

also wie is das so schön? "materie zieht materie mit geringerem gewicht oder dichte an", wasser hat eine geringere dichte als ein finger, also zieht der finger das wasser an. basta,ende,aus,fertig. wo is meine tüte?

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