Vier Arbeitsblätter zu Luft, Luftdruck und Vakuum - Deutsches Museum
Vier Arbeitsblätter zu Luft, Luftdruck und Vakuum - Deutsches Museum
Vier Arbeitsblätter zu Luft, Luftdruck und Vakuum - Deutsches Museum
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Begleitmaterialien für Unterrichtsgänge in das Deutsche <strong>Museum</strong><br />
– erarbeitet von Lehrkräften –<br />
Thema Wirkungen der <strong>Luft</strong><br />
DM- Abteilung<br />
© <strong>Deutsches</strong> <strong>Museum</strong> 2003<br />
Physik<br />
Kurzbeschreibung <strong>Vier</strong> <strong>Arbeitsblätter</strong> <strong>zu</strong> <strong>Luft</strong>, <strong>Luft</strong>druck <strong>und</strong> <strong>Vakuum</strong><br />
Schulart Hauptschule<br />
Jahrgangsstufe 7<br />
Schulfach PCB<br />
Autor/ Autorin Judith Hartl, Robert Gerhard, Josef Frohnwieser<br />
(Schul)-Adresse VS Oberbergkirchen<br />
Ziegelberg 4<br />
84564 Oberbergkirchen<br />
Email<br />
Homepage Schule<br />
Anmerkungen/<br />
Hinweise<br />
Erstellungsjahr 2002<br />
GS.THSI.Oberbergkirchen@iiv.de
<strong>Deutsches</strong> <strong>Museum</strong> – Lageplan Physik <strong>und</strong> Umwelt
DIE WIRKUNG DER LUFT - Versuche im <strong>Vakuum</strong> - Lehrerinfo<br />
Lehrplan: PCB 7. Jahrgangsstufe: 7.1 <strong>und</strong> 7.2<br />
Sammlung: Physik (Lageplan Nr 25) 1. OG<br />
Umwelt (Nr 40) 2. OG<br />
Vorwissen: Begriff <strong>Vakuum</strong><br />
Material:: Schreibgerät (Bleistift, blauer Farbstift), Lineal<br />
Zeitbedarf: 30 - 40 Minuten<br />
Ausstellungsobjekte <strong>und</strong> Versuche, die von den Schülern erk<strong>und</strong>et werden<br />
sollen:<br />
1. „Magdeburger Halbkugeln“ (Otto von Guerricke) -<br />
Anschauungsobjekt <strong>und</strong> Informationstext<br />
2. Halbkugelversuch im Modell (an der gegenüberliegenden Wand)<br />
3. <strong>Luft</strong> hat eine Masse - Wägung der <strong>Luft</strong><br />
→ frühzeitig einen Vorführer bestellen! (Versuchstisch in der Raummitte)<br />
4. Funktionsmodell einer Kolbenluftpumpe - Erzeugung eines <strong>Vakuum</strong>s<br />
5. Schallquelle (Klingel) im luftleeren Raum<br />
6. Freier Fall im luftleeren Raum<br />
7. Gummiblase im luftleeren Raum<br />
(Vorführung <strong>und</strong> Erklärung durch die Lehrkraft)<br />
→ Der <strong>Luft</strong>rest in der Gummiblase kann sich im <strong>Vakuum</strong> durch den fehlenden<br />
Druck von außen ausdehnen.<br />
8. Zusammenset<strong>zu</strong>ng der <strong>Luft</strong><br />
Infotext in der Abteilung Umwelt<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Seite 1 von 1
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 1<br />
1. Du kommst <strong>zu</strong> den „Magdeburger<br />
Halbkugeln“. Beschreibe das<br />
„aufsehenerregende Experiment“ des<br />
Otto von Guericke !<br />
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2. Gehe nun <strong>zu</strong>m Halbkugelversuch <strong>und</strong><br />
führe ihn durch ! Was stellst du fest?<br />
__________________________<br />
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__________________________<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Seite 1
3. Lass dir den Versuch <strong>zu</strong>r „Wägung der <strong>Luft</strong>“ vorführen !<br />
Ausgangssituation : Zeichne ein, was passiert, wenn aus einem<br />
Glaskolben die <strong>Luft</strong> abgesaugt wird !<br />
Male die mit <strong>Luft</strong> gefüllte Kugel blau aus !<br />
Merke: Die <strong>Luft</strong> hat ein ___________________<br />
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 2<br />
Diese Wörter musst du in die Merksätze einsetzen:<br />
Gewicht Gewicht Schall <strong>Vakuum</strong> Fall <strong>Luft</strong>druck<br />
4. Gehe <strong>zu</strong>rück <strong>zu</strong>m „Halbkugelversuch“!<br />
Erklärung: An den Halbkugeln wirken Kräfte. Die <strong>Luft</strong> drückt von außen auf<br />
die Schalen <strong>und</strong> im gleichen Maße auch von innen.<br />
<strong>Luft</strong> <strong>Luft</strong> <strong>Luft</strong> <strong>Luft</strong> <strong>Vakuum</strong> <strong>Luft</strong><br />
kein<br />
<strong>Luft</strong>druck<br />
Überlege: Die <strong>Luft</strong> im Inneren wird abgesaugt , es entsteht ein <strong>Vakuum</strong><br />
(luftleerer Raum). Warum kannst du die Kugeln nun nicht mehr trennen?<br />
Lösung: Die <strong>Luft</strong> hat ein _________ , sie übt einen<br />
________ aus. Man nennt das auch<br />
__________.<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Seite 2
5. Gehe nun <strong>zu</strong>m Modell der Kolbenluftpumpe ! Hier siehst du, wie man mit<br />
einer Pumpe <strong>Luft</strong> absaugen kann ( <strong>Vakuum</strong>verpackung!) .<br />
a) Beschrifte die Zeichnung mit folgenden Begriffen:<br />
Behälter, Pumpkolben, Pumpengehäuse, Dreiwegehahn (blau), Manometer<br />
Manometer<br />
Dreiwegehahn<br />
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 3<br />
Behälter<br />
Pumpgehäuse<br />
Pumpkolben<br />
b) Drücke nun den Knopf am Modell <strong>und</strong> beobachte genau, was passiert!<br />
Im Ausgangs<strong>zu</strong>stand strömt die <strong>Luft</strong> von außen<br />
in den Behälter.<br />
Der Dreiwegehahn wird um 90 Grad im<br />
Uhrzeigersinn gedreht. Der Kolben fährt nach<br />
rechts <strong>und</strong> saugt dabei die <strong>Luft</strong> aus dem<br />
Behälter. Zeichne mit blauer Farbe den Weg der<br />
<strong>Luft</strong> ein !<br />
Der Dreiwegehahn wird nochmals um 90 Grad<br />
im Uhrzeigersinn gedreht. Der Behälter wird<br />
abgesperrt, <strong>und</strong> der Kolben fährt nach links <strong>und</strong><br />
„schiebt“ die abgepumpte <strong>Luft</strong> nach draußen.<br />
Ergänze die fehlenden Teile der Pumpe <strong>und</strong><br />
zeichne den Weg der <strong>Luft</strong> blau ein !<br />
c) Starte den Versuch noch einmal ! Wie viele Pumpvorgänge sind nötig, damit<br />
der Behälter luftleer wird? _________4_______________<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Seite 3
6. Gehe <strong>zu</strong>r <strong>Vakuum</strong>glocke mit der<br />
Klingel <strong>und</strong> drücke beide Knöpfe<br />
gleichzeitig einige Sek<strong>und</strong>en.<br />
Was stellst du fest?<br />
______________________________<br />
______________________________<br />
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7. Gehe <strong>zu</strong>m Versuch „Fall im freien Raum“<br />
<strong>und</strong> führe ihn durch! Was beobachtest du ?<br />
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Merke: Die <strong>Luft</strong> bremst den _______________<br />
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 4<br />
Merke: Der ______ breitet sich in der <strong>Luft</strong><br />
aus, aber nicht im ___________ .<br />
8. Gehe <strong>zu</strong>r <strong>Vakuum</strong>glocke mit den <strong>Luft</strong>ballons<br />
<strong>und</strong> lass dir den Versuch von deinem Lehrer<br />
erklären! Was geschieht, wenn die <strong>Luft</strong> heraus-<br />
gepumpt wird?<br />
________________________________<br />
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PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Seite 4
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 1<br />
1. Du kommst <strong>zu</strong> den „Magdeburger<br />
Halbkugeln“. Beschreibe das<br />
„aufsehenerregende Experiment“ des<br />
Otto von Guericke !<br />
Berühmt wurde Guericke<br />
durch seine öffentlichen <strong>und</strong><br />
spektakulären Versuche mit<br />
den „Magdeburger<br />
Halbkugeln“, die er 1656 in<br />
Magdeburg <strong>und</strong> 1663 in Berlin<br />
dem staunenden Publikum<br />
vorführte. Auf die aufeinandergelegten<br />
<strong>und</strong> leergepumpten<br />
Halbkugeln wirkte der äußere <strong>Luft</strong>druck so stark, daß sie nur durch<br />
die Kraft von ungefähr 16 bis 18 Pferden auseinandergerissen<br />
werden konnten.<br />
2. Gehe nun <strong>zu</strong>m Halbkugelversuch <strong>und</strong><br />
führe ihn durch ! Was stellst du fest?<br />
Die Halbkugeln lassen sich nicht<br />
voneinander trennen, wenn die <strong>Luft</strong><br />
abgesaugt wird.<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Lösungen Seite 1
3. Lass dir den Versuch <strong>zu</strong>r „Wägung der <strong>Luft</strong>“ vorführen !<br />
Ausgangssituation : Zeichne ein, was passiert, wenn aus einem<br />
Glaskolben die <strong>Luft</strong> abgesaugt wird !<br />
Male die mit <strong>Luft</strong> gefüllte Kugel blau aus !<br />
(z.Zt. außer Betrieb)<br />
Merke: Die <strong>Luft</strong> hat ein Gewicht<br />
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 2<br />
Diese Wörter musst du in die Merksätze einsetzen:<br />
Gewicht Gewicht Schall <strong>Vakuum</strong> Fall <strong>Luft</strong>druck<br />
4. Gehe <strong>zu</strong>rück <strong>zu</strong>m „Halbkugelversuch“!<br />
Erklärung: An den Halbkugeln wirken Kräfte. Die <strong>Luft</strong> drückt von außen auf<br />
die Schalen <strong>und</strong> im gleichen Maße auch von innen.<br />
<strong>Luft</strong> <strong>Luft</strong> <strong>Luft</strong> <strong>Luft</strong> <strong>Vakuum</strong> <strong>Luft</strong><br />
kein<br />
<strong>Luft</strong>druck<br />
Überlege: Die <strong>Luft</strong> im Inneren wird abgesaugt , es entsteht ein <strong>Vakuum</strong><br />
(luftleerer Raum). Warum kannst du die Kugeln nun nicht mehr trennen?<br />
Lösung: Die <strong>Luft</strong> hat ein Gewicht , sie übt<br />
einen Druck aus. Man nennt das auch<br />
<strong>Luft</strong>druck. Das <strong>Vakuum</strong> im Innern der Kugel übt<br />
keinen Gegendruck mehr aus.<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Lösungen Seite 2
5. Gehe nun <strong>zu</strong>m Modell der Kolbenluftpumpe ! Hier siehst du, wie man mit<br />
einer Pumpe <strong>Luft</strong> absaugen kann ( <strong>Vakuum</strong>verpackung!) .<br />
a) Beschrifte die Zeichnung mit folgenden Begriffen:<br />
Behälter, Pumpkolben, Pumpengehäuse, Dreiwegehahn (blau), Manometer<br />
Manometer<br />
Dreiwegehahn<br />
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 3<br />
Behälter<br />
Pumpgehäuse<br />
Pumpkolben<br />
b) Drücke nun den Knopf am Modell <strong>und</strong> beobachte genau, was passiert!<br />
Im Ausgangs<strong>zu</strong>stand strömt die <strong>Luft</strong> von außen<br />
in den Behälter.<br />
Der Dreiwegehahn wird um 90 Grad im<br />
Uhrzeigersinn gedreht. Der Kolben fährt nach<br />
rechts <strong>und</strong> saugt dabei die <strong>Luft</strong> aus dem<br />
Behälter.<br />
Der Dreiwegehahn wird nochmals um 90 Grad<br />
im Uhrzeigersinn gedreht. Der Behälter wird<br />
abgesperrt, <strong>und</strong> der Kolben fährt nach links <strong>und</strong><br />
„schiebt“ die abgepumpte <strong>Luft</strong> nach draußen.<br />
c) Starte den Versuch noch einmal ! Wie viele Pumpvorgänge sind nötig, damit<br />
der Behälter luftleer wird? _________4_______________<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Lösungen Seite 3
6. Gehe <strong>zu</strong>r <strong>Vakuum</strong>glocke mit der<br />
Klingel <strong>und</strong> drücke beide Knöpfe<br />
gleichzeitig einige Sek<strong>und</strong>en.<br />
Was stellst du fest?<br />
Das Klingelgeräusch wird immer leiser,<br />
wenn die <strong>Luft</strong> abgesaugt wird.<br />
7. Gehe <strong>zu</strong>m Versuch „Fall im freien Raum“<br />
<strong>und</strong> führe ihn durch! Was beobachtest du ?<br />
Kugel <strong>und</strong> Feder fallen gleich schnell<br />
hinunter, wenn die <strong>Luft</strong> abgesaugt wird.<br />
Merke: Die <strong>Luft</strong> bremst den freien Fall<br />
„Wirkungen der <strong>Luft</strong>“ Blatt 4<br />
Merke: Der Schall breitet sich in der <strong>Luft</strong> aus,<br />
aber nicht im <strong>Vakuum</strong> .<br />
8. Gehe <strong>zu</strong>r <strong>Vakuum</strong>glocke mit den <strong>Luft</strong>ballons<br />
<strong>und</strong> lass dir den Versuch von deinem Lehrer<br />
erklären! Was geschieht, wenn die <strong>Luft</strong> heraus-<br />
gepumpt wird?<br />
Die <strong>Luft</strong>ballons werden größer, wenn<br />
die <strong>Luft</strong> abgesaugt wird.<br />
d.h. kein <strong>Luft</strong>druck!<br />
PCB im Deutschen <strong>Museum</strong> Wirkungen der <strong>Luft</strong> Lösungen Seite 4
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