Experiment - Physik - Was ist da nur richtig?
Mein Sohn musste als HA Projekt ein Physik - Experiment und eine ausführliche Dokumentation machen. Grundsätzlich erledigt er seine HA selbstständig, bei Problemen stehe ich aber für Fragen bereit oder zeige ihm LInks im Netz oder Artikel in Fachbüchern. Hier, bei dem beschriebenen Problem, fehlt mir die Erklärung:
Ablauf:
Ein Glas (Honigglas z.B.) 1/3 mit stark färbendem Saft füllen. Ein Papiestück rauflegen und mittels eines Stabes vorsichtig klares Wasser bis zum Deckellrand nachfüllen. Das Papier ist dann vorsichtig rauszuziehen (er hatte einfach einen extralangen Kaminstreichholz an das Paper geklebt und so vorsichtig das Papier rausgezogen). Nun war zu erklären, wie das Ergebnis d. Experimenten (nach 5 Tagen) zustande kommt.
Meine Erklärung: Untere Schicht (dunkel) stark konzentrierter Saft Mittlere Schicht - Mischschicht aus Saft und Wasser Obere Schicht aus (fast) klarem Wasser-
Die mittlere Schicht resultiert aus der Teilchenbewegung in der Gesamtflüssigkeit. Die Trennung resultiert aus dem Gewicht. Ich erkläre mir die drei Schichten aus dem Zusammenspiel Teilchenbewegung gegen Schwerkraft durch höheres Gewicht Saft. Deshalb auch die Mischschicht.
Nun soll das aber falsch sein. Angeblich soll nach 5 Tagen alles durch die Teilchenbewegung gleichmäßig gemischt sein. Hä ? Mein selbst ggemachter Saft im Keller hat doch auch drei Schichten und ich muss doch vorher den Saft schütteln, sonst sind die Schwebstoffe vom selbstgemachten Satz nur unten.
Frage: Hab ich Denkfehler oder hat d. Junge das Experiment falsch gemacht ?Letztendlich geht es hier um Verständnis (die Zensur ist mir dabei egal).
DANKE
3 Antworten
Das Problem ist die unpräzise Anweisung:
mit stark färbendem Saft
Hättest Du einen filtrierten, dünnflüssigen Fruchtsaft mit wenig natürlichem (und keinem zugesetzten) Zucker genommen, wäre vermutlich das gewünschte Ergebnis erzielt worden.
Die Bilder lassen aber anderes vermuten: Der Saft enthält Feststoffe (die haben viel größere Teilchen), enthält viel Zucker, ist dickflüssig.
Je dickflüssiger der Saft, umso länger dauert die Durchmischung. Je höher die Dichte (die steigt mit dem Zuckergehalt), umso länger dauert die Durchmischung.
Feststoffe, ausser wenn sie sehr, sehr fein sind, werden sich nicht durchmischen, sondern absetzen. Je dickflüssiger der Saft, umso länger dauert das Absetzen. Je höher die Dichte, umso länger dauert das Absetzen.
Die mittlere Schicht resultiert aus der Teilchenbewegung in der Gesamtflüssigkeit
Auch. Aber mehr noch von Stromungen, die sich durch Temperaturunterschiede ausbilden. So ein Gefäss wird von außen mal gewärmt, mal gekühlt, und das auch noch auf verschiedenen Seiten unterschiedlich. Warmes Wasser strömt nach oben.
Die unterscheidliche Dichte hätte bei dem Versuch, so wie er geplant war, eine kleinere Rolle gespielt, da der Saft nur unwesentlich höhere Dichte als Wasser gehabt hätte - gerade so viel höher, dass das vorsichtige Übereinanderschichten noch funktioniert.
bei diesem Experiment fehlt die Angabe der Temperatur. Je niedriger diese ist, desto weniger (schnell) vermischen sich die beiden Flüssigkeiten.
Hat was mit der Brownschen Molekularbewegung zu tun.
Stimmt. Habe ich vergessen aufzuschreiben. Das Experiment wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt. Und nun ?
Ich glaube, in der Theorie soll davon ausgegangen werden, dass die Saftteilchen größer sind als die Wasserteilchen. Mische mal Murmeln mit Erbsen und schüttele dann. Obwohl die Murmeln "schwerer" sind, verteilen sich die Erbsen durch schütteln immer weiter in den Ritzen, bis alles durch die Bewegung gut durchmischt ist.
Bei deinem Saft ist dies mit den verschieden großen Teilchen vielleicht gar nicht gegeben. Vielleicht sind es gleichgroße Teilchen, wovon einer nur eine größere Dichte hat als das andere. Dann klappt das nicht.
Eine weitere Möglichkeit, warum der Versuch von der Theorie abweicht, wäre, dass er nicht lange genug durchgeführt wurde, sondern aufgrund niedriger Themperatur noch ein paar Tage länger gebraucht hätte.
Tja so ist das mit Versuchen....da spielen immer Fehlerquellen mit rein.