Verdampfen und Kondensieren untersuchen - Wärmelehre - Physik
Verdampfen und Kondensieren untersuchen - Wärmelehre - Physik
Verdampfen und Kondensieren untersuchen - Wärmelehre - Physik
Einleitung
Wasser kann seinen Aggregatzustand ändern. Es kann flüssig oder gasförmig sein.
Beim Verdampfen wird flüssiges Wasser zu Wasserdampf. Beim Kondensieren wird Wasserdampf wieder zu flüssigem Wasser.
In diesem aiMOOC beobachtest Du beide Vorgänge. Du arbeitest wie eine Forscherin oder ein Forscher: vermuten, beobachten, erklären.
Sicherheit
Vorsicht: Heißes Wasser und Wasserdampf können verbrühen. Versuche mit heißem Wasser machst Du nur mit einer Lehrkraft oder einer erwachsenen Person. Halte Abstand zu heißem Dampf.
Verdampfen
Beim Verdampfen geht Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über.
Verdunsten und Sieden
Wasser kann auf zwei Arten verdampfen:
- Verdunsten: Wasser wird schon bei niedrigen Temperaturen langsam zu Wasserdampf. Eine Pfütze trocknet.
- Sieden: Wasser verdampft schnell. Im Wasser entstehen Blasen. Reines Wasser siedet bei normalem Luftdruck ungefähr bei 100 Grad Celsius.
Merksatz: Verdunsten geschieht an der Oberfläche. Sieden geschieht im ganzen Wasser.
Wohin verschwindet das Wasser?
Das Wasser ist nicht weg. Es ist als unsichtbarer Wasserdampf in der Luft.
Der weiße „Dampf“ über einem Wasserkocher besteht vor allem aus sehr kleinen Wassertröpfchen. Der unsichtbare Wasserdampf liegt näher an der Öffnung.
Kondensieren
Beim Kondensieren wird gasförmiger Wasserdampf wieder flüssig. Das geschieht oft an einer kalten Fläche.
Beispiele:
- Eine kalte Flasche wird außen nass.
- Ein Spiegel beschlägt beim Duschen.
- Unter einem Topfdeckel bilden sich Tropfen.
- Morgens liegt Tau auf Gras.
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Teilchen und Wärme
Im einfachen Teilchenmodell besteht Wasser aus sehr kleinen Teilchen.
- Beim Erwärmen bewegen sich die Teilchen schneller.
- Beim Verdampfen verlassen Teilchen die Flüssigkeit.
- Beim Abkühlen bewegen sie sich langsamer.
- Beim Kondensieren sammeln sie sich wieder zu flüssigem Wasser.
Merksatz: Verdampfen braucht Wärme. Beim Kondensieren wird Wärme an die Umgebung abgegeben.
Im Wasserkreislauf
Die Sonne erwärmt Wasser in Meeren, Seen und Böden. Wasser verdunstet. In kühler Luft kondensiert Wasserdampf zu kleinen Tröpfchen. So können Wolken entstehen.
Untersuchen: Sichere Versuche
Versuch 1: Eine kalte Flasche
Du brauchst: eine kalte, geschlossene Flasche, ein Tuch und eine Uhr.
- Trockne die Flasche außen ab.
- Stelle sie auf den Tisch.
- Beobachte die Außenseite fünf Minuten lang.
Beobachtung: Außen entstehen Tropfen.
Erklärung: Wasserdampf aus der Luft kühlt an der Flasche ab und kondensiert. Das Wasser kommt nicht durch die Flasche.
Versuch 2: Zwei nasse Tücher
Du brauchst: zwei gleiche kleine Tücher und gleich viel Wasser.
- Mache beide Tücher gleich nass.
- Lege ein Tuch an einen warmen Ort und ein Tuch an einen kühlen Ort.
- Vergleiche nach einiger Zeit.
Beobachtung: Das wärmere Tuch trocknet meist schneller.
Erklärung: Bei höherer Temperatur verdunstet Wasser schneller.
Versuch 3: Atem am Spiegel
Du brauchst: einen kleinen Spiegel.
- Hauche auf den Spiegel.
- Beobachte die Fläche.
- Warte, bis der Spiegel wieder klar wird.
Erklärung: Wasserdampf aus Deiner Atemluft kondensiert am kühleren Spiegel. Danach verdunsten die Tröpfchen wieder.
Forscherprotokoll
Halte bei jedem Versuch fest:
- Fragestellung: Was möchtest Du wissen?
- Vermutung: Was erwartest Du?
- Material: Was brauchst Du?
- Durchführung: Was tust Du?
- Beobachtung: Was siehst oder misst Du?
- Auswertung: Wie erklärst Du das Ergebnis?
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was geschieht beim Verdampfen? (Flüssiges Wasser wird gasförmig) (!Gasförmiges Wasser wird fest) (!Eis wird flüssig) (!Wasser wird zu Salz)
Was geschieht beim Kondensieren? (Wasserdampf wird flüssig) (!Wasser wird fest) (!Eis wird gasförmig) (!Wasser verschwindet)
Wo geschieht Verdunstung? (An der Oberfläche einer Flüssigkeit) (!Nur am Boden eines Gefäßes) (!Nur in Eis) (!Nur in Wolken)
Woran erkennst Du siedendes Wasser? (Im Wasser entstehen Blasen) (!Das Wasser wird fest) (!Das Wasser wird grün) (!Das Gefäß wird leichter als Luft)
Warum wird eine kalte Flasche außen nass? (Wasserdampf aus der Luft kondensiert) (!Wasser läuft durch die Flaschenwand) (!Die Flasche erzeugt neues Wasser) (!Die Luft wird zu Eis)
Was fördert das Verdunsten? (Wärme) (!Dunkelheit allein) (!Eine geschlossene Dose) (!Frost)
Was ist Wasserdampf? (Gasförmiges Wasser) (!Gefrorenes Wasser) (!Salziges Wasser) (!Nur der weiße Nebel über einem Topf)
Was bildet sich beim Kondensieren? (Flüssige Tropfen) (!Sandkörner) (!Salzkristalle) (!Funken)
Was treibt den Wasserkreislauf an? (Die Wärme der Sonne) (!Der Mond allein) (!Der Boden allein) (!Der Wind ohne Wärme)
Welche Aussage ist richtig? (Verdampfen und Kondensieren sind Gegenrichtungen) (!Beide Vorgänge machen Wasser fest) (!Beide Vorgänge brauchen immer Eis) (!Beide Vorgänge sind genau dasselbe)
Memory
| Verdampfen | flüssig wird gasförmig |
| Kondensieren | gasförmig wird flüssig |
| Verdunsten | langsames Verdampfen an der Oberfläche |
| Sieden | schnelles Verdampfen mit Blasen |
| Wasserdampf | unsichtbares gasförmiges Wasser |
| Tau | kondensierte Tropfen am Morgen |
| Wärme | beschleunigt meist das Verdunsten |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Beobachtung |
|---|---|
| Verdunstung | Eine Pfütze wird langsam kleiner |
| Sieden | In heißem Wasser steigen Blasen auf |
| Kondensation | An einer kalten Flasche entstehen Tropfen |
| Wasserdampf | Wasser liegt unsichtbar und gasförmig vor |
| Tau | Am Morgen liegen Tropfen auf Gras |
Kreuzworträtsel
| Verdampfen | Wie heißt der Übergang von flüssig zu gasförmig? |
| Kondensieren | Wie heißt der Übergang von gasförmig zu flüssig? |
| Wasserdampf | Wie heißt gasförmiges Wasser? |
| Verdunstung | Wie heißt langsames Verdampfen an der Oberfläche? |
| Sieden | Wie heißt schnelles Verdampfen mit Blasen? |
| Tropfen | Was entsteht beim Kondensieren? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Alltagsbeobachtung: Finde drei Orte, an denen Wasser verdunstet oder kondensiert. Zeichne sie und beschrifte sie.
- Bildergeschichte: Zeichne in vier Bildern den Weg eines Wassertropfens vom See zur Wolke und zurück.
- Spiegelversuch: Hauche auf einen Spiegel. Schreibe Beobachtung und Erklärung in je einem Satz auf.
- Begriffekarte: Gestalte Karten für Verdampfen, Kondensieren, Verdunsten und Sieden.
Standard
- Forscherprotokoll: Untersuche zwei gleich nasse Tücher an verschieden warmen Orten. Dokumentiere Vermutung, Beobachtung und Ergebnis.
- Fotoreihe: Fotografiere mit Erlaubnis eine kalte Flasche in mehreren Zeitabständen. Erkläre die Tropfen.
- Erklärvideo: Drehe ein kurzes Video, in dem Du Verdampfen und Kondensieren mit einfachen Beispielen erklärst.
- Modell: Stelle mit Perlen oder Papierpunkten dar, wie sich Wasserteilchen beim Erwärmen und Abkühlen verhalten.
Schwer
- Versuchsplanung: Plane einen fairen Versuch zur Frage: Welche Bedingung lässt Wasser schneller verdunsten?
- Fehleranalyse: Prüfe die Aussage „Das Wasser an einer kalten Flasche kommt aus der Flasche“. Widerlege sie mit Beobachtungen.
- Wasserkreislauf: Erkläre, wie Verdampfen und Kondensieren Wetter und Wolkenbildung verbinden.
- Interview: Befrage eine Person aus Küche, Gärtnerei oder Wetterdienst zu Verdunstung und Kondensation. Werte die Antworten aus.
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Lernkontrolle
- Transfer Kühlflasche: Eine geschlossene kalte Flasche wird außen nass. Erkläre Herkunft und Entstehung der Tropfen.
- Vergleich Wäsche: Nasse Wäsche trocknet an einem warmen, windigen Tag schneller als in einem kühlen Raum. Erkläre den Zusammenhang.
- Topfdeckel: An der Unterseite eines Deckels entstehen Tropfen. Beschreibe die zwei Zustandsänderungen vom Wasser im Topf bis zum Tropfen.
- Versuchsvergleich: Zwei Gruppen erhalten unterschiedliche Ergebnisse beim Tuchversuch. Nenne zwei Bedingungen, die sie vergleichen müssen.
- Wasserkreislauf erklären: Verbinde Sonnenwärme, Verdunstung, Abkühlung, Kondensation und Wolken in einer Ursache-Wirkungs-Kette.
- Alltagsirrtum: Beurteile die Aussage „Weißer Dampf ist gasförmiges Wasser“. Formuliere eine genauere Erklärung.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis sollst Du:
- die Begriffe Verdampfen, Verdunstung, Sieden, Wasserdampf und Kondensieren richtig verwenden,
- Beobachtung und Erklärung voneinander unterscheiden,
- ein sicheres Experiment planen und protokollieren,
- Verdampfen und Kondensieren im Alltag erkennen,
- Wärme und Abkühlung mit den Vorgängen verbinden,
- den einfachen Wasserkreislauf erklären.
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