Flaschentaucher - (RUZ) Schortens

Was passiert ?
Das Backölfläschchen sinkt beim Zusammendrücken der Flasche nach unten. Es steigt wieder, wenn man
die Flasche nicht zusammendrückt.
Beim genauen Beobachten bemerkt man, dass beim Zusammendrücken das Wasser in das kleine
Backölfläschchen hineinsteigt.
Warum ist das so ?
Beim Zusammendrücken der Flasche wird die Luftblase im Backölfläschchen zusammengepresst. Damit
fließt Wasser in das Backölfläschchen hinein. Das kann man beim genauen Beobachten gut sehen.
Das Backölfläschchen mit Inhalt wird durch das eingedrungene Wasser schwerer und sinkt zu Boden.
Luft lässt sich leichter zusammendrücken als Wasser.
Der Druck wird von der Flaschenwand über die Flüssigkeit auf die Gasblase übertragen. Entlastet man den
Verschluss, so sinkt der Druck auf das flüssige Wasser und dadurch wird die Luftblase wieder größer. Das
hineingepresste Wasser wird wieder zurück gedrückt und das Backölfläschchen steigt wieder nach oben.
Die physikalisch exakte Erklärung erfordert Kenntnisse über die Begriffe „Dichte“ und „Auftrieb“. Das
Volumen des Backölfläschchens bleibt unverändert, aber die Masse nimmt durch das eingedrungene
Wasser zu, also nimmt insgesamt die Dichte des Objekts zu. Sobald die Dichte des Objekts größer ist als
die Dichte des umgebenden Wassers, sinkt es. Wenn das Wasser wieder austritt wird die Dichte geringen
als die des Wassers und das Objekt wird nach oben verdrängt: Auftrieb.
Das Prinzip ist auch als „Kartesischer Taucher“ (nach Rene Descartes, 1640) bekannt
Wo kommt das vor ?
Das Prinzip wird bei Tauchbooten angewendet: Die Tauchtanks werden zum Tauchen mit Wasser geflutet,
zum Aufsteigen wird Pressluft eingeblasen.
Knochenfische können die Gasmenge in ihrer Schwimmblase regulieren. Sie können so im Wasser
schweben, aufsteigen oder absinken, ohne eine Flosse bewegen zu müssen. Das Gas zur Füllung der
Schwimmblase kommt übrigens aus dem Blut, es kann Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid sein.. Die
Schwimmblase funktioniert also wie eine Lunge, nur dass das Gas nicht ein- bzw. ausgeatmet wird.
Weiteres Forschen
Die Kinder können verschiedene „Druck-Taucher“ erfinden, es müssen Gegenstände mit gasgefüllten
Hohlräumen sein, z.B. Köpfe von Streichhölzern, kleine Stücke von Orangenschalen, Trinkhalm-Stücke
einseitig mit Knete verklebt.
Fertige Taucher gibt es in vielfältiger Form im Handel, lustig ist der aus Glas gefertigte Flaschenteufel, bei
dem das Wasser über ein dünnes Röhrchen in den Innenraum gedrückt wird. Beim Loslassen strömt das
Wasser durch die enge Öffnung schnell heraus und dreht den Teufel um die Längsache, weil das Röhrchen
waagerecht angelegt ist.
Am Beispiel des Flaschentauchers können Kinder auch das Prinzip der Täuschung beim Zaubern
erkennen, man muss die Blicke der Zuschauer nur von eigentlichen Geschehen, dem Druck der Hand auf
die Flasche ablenken, dann bewegt sich der Taucher wie von Geisterhand.
Internet-Tipp:
http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/tip/11_02.htm