Arbeitsblatt: Wasserbarometer

Wasserbarometer 1. Problemstellung Durch den Vorversuch (Ein Becherglas wird in einem wasssergefüllten Becken unter Wasser gefüllt und umgedreht ein Stück weit aus dem Wasser gezogen, dabei wird festgestellt, dass das Wasser nicht ausfliesst) stellt sich nun die Frage, ob nun auf diese Weise eine Wassersäule beliebig hoch über den Wasserspiegel im Becken heraufgezogen werden kann? Mit Hilfe dieses Versuches wird sehr schön gezeigt, wie hoch der Wasserstand einer beliebig hohen Säule sein wird. 2. Material Um den Versuch durchzuführen, braucht es einen Schlauch der mindestens 10 lang sein sollte (eher etwas länger). Ausserdem braucht es ein Becken, zwei Zapfen, ein kleines Bällchen und etwas Schnur, um den Schlauch oben eventuell am Geländer zu befestigen. 3. Durchführung Das Becken etwa zur Hälfte mit Wasser füllen. (Nicht zu viel Wasser einfüllen, da sonst beim Entleeren des Schlauches am Ende des Versuches das Becken überläuft.) Vor dem Füllen des Schlauches ein Ende auf ca. 8 Meter Höhe hinaufziehen und das untere, mit Zapfen verschlossene Ende im Becken unter Wasser halten. Mit Trichter von ober Wasser in den Schlauch füllen. Dabei immer wieder warten, den Schlauch schütteln und abklopfen, damit alle Luft aufsteigen und entweichen kann. (Der Zapfen am unteren Ende muss dauernd mit ziemlich viel Kraft in den Schlauch gedrückt werden, am besten, indem man ihn gegen den Beckenboden presst.) Wenn der Schlauch randvoll ist, oben mit Zapfen verschliessen (rotes Bällchen als Schwimmer zur besseren Sichtbarmachung des Wasserspiegels hineingeben.) Zapfen am unteren Schlauchende entfernen, wobei dieses Ende immer unter Wasser gehalten werden muss. Oberes Ende langsam weiter nach oben ziehen. Das Wasser beginnt zu sieden und steigt nicht höher als rund 9.5 Meter, auch wenn das Schlauchende weiter hinaufgezogen wird. Es bildet sich ein Leerraum (der sich jedoch mit Wasserdampf füllt.) Wird das obere Schlauchende langsam gehoben und wieder gesenkt, ist zu beobachten, dass der Wasserspiegel im Schlauch auf etwa gleicher Höhe bleibt (mit Messband messen). Ganz verschwindet der Leerraum nicht, da er die Luft enthält, welche im Wasser enthalten war und beim Sieden freigesetzt wurde. Sie können den Versuch perfektionieren, indem man die Luft aus dem oberen Teil des Schlauches entfernt: Dazu oberes Ende auf etwa 9 Metern Höhe abgesenkt – unteres Ende verschliessen – Zapfen oben entfernen – vorsichtig Wasser nachfüllen – Zapfen einsetzen – unteres Ende öffnen – oberes Ende langsam wieder aufwärts ziehen. Diese Prozedur eventuell nochmals widerholen.