Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch - 3B Scientific
Physikalische Experimente auf dem Luftkissentisch - 3B Scientific
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<strong>Physikalische</strong> <strong>Experimente</strong> <strong>auf</strong> <strong>dem</strong> <strong>Luftkissentisch</strong><br />
Deutung:<br />
Entfernt man die Wand, die zwei Gase in einem<br />
Behälter voneinander trennt, so durchmischen sich<br />
diese Gase von selbst (Diffusion). Dieser Vorgang<br />
vollzieht sich infolge der thermischen Bewegung<br />
der Moleküle. Je höher die Temperatur ist, um so<br />
größer ist die Diffusionsgeschwindigkeit. Ursache<br />
hierfür ist die größere Geschwindigkeit der Moleküle<br />
bei höherer Temperatur.<br />
Bei der Diffusion geht das System von einem Zustand<br />
höherer Ordnung in einen geringerer Ordnung<br />
über. Die Entropie nimmt zu.<br />
2.1.15 Diffusion von Gasen durch eine poröse<br />
Trennwand<br />
Geräte:<br />
<strong>Luftkissentisch</strong> mit Gebläse<br />
Tageslichtprojektor<br />
magnetische Barriere, lang 2 Stück<br />
magnetische Barriere, kurz 2 Stück<br />
magnetische Barriere mit Öffnung l Stück<br />
Schwebekörper, grün<br />
4 Stück<br />
Schwebekörper, rot<br />
6 Stück<br />
Modellierung<br />
Realobjekt Modell<br />
Gefäß, in <strong>dem</strong> sich Experimentierfläche<br />
die Gase befinden des <strong>Luftkissentisch</strong>es<br />
Wände des Gefäßes magnetische Barrieren<br />
poröse Trennwand magnetische Barriere<br />
mit Öffnung<br />
Moleküle des rote Schwebekörper<br />
einen Gases<br />
Moleküle des grüne Schwebekörper<br />
anderen Gases<br />
Durchführung:<br />
Man richtet den <strong>Luftkissentisch</strong> horizontal aus<br />
und versieht ihn mit den magnetischen Barrieren.<br />
Die magnetische Barriere mit Öffnung teilt<br />
die Experimentierfläche in zwei Hälften. Ihre Enden<br />
rasten dabei in die Vertiefungen der Barrieren<br />
Nr. 3 und Nr. 4 ein. Auf die eine Hälfte, die<br />
durch die magnetische Barriere Nr. 1 mit der Aussparung<br />
für den seitlichen Lufteintritt begrenzt<br />
ist, legt man die roten Schwebekörper.<br />
Man bringt die Schwebekörper bei einem möglichst<br />
schwachen Luftstrom zum Schweben und beobachtet<br />
die Bewegung der Schwebekörper durch die Öffnung<br />
der mittleren Barriere. Das Experiment wird<br />
mit einem stärkeren Luftstrom wiederholt, wobei<br />
die mittlere Geschwindigkeit der Schwebekörper<br />
durch mehrmaliges kurzzeitiges Öffnen des Impulsventils<br />
gegenüber <strong>dem</strong> ersten Experiment erhöht<br />
wird. Für das folgende Experiment bringt man <strong>auf</strong><br />
die eine Hälfte der Experimentierfläche 4 grüne,<br />
<strong>auf</strong> die andere 4 rote Schwebekörper. Nach <strong>dem</strong><br />
Einschalten des Gebläses wird die Bewegung der<br />
Schwebekörper durch die Öffnung beobachtet. Die<br />
mittlere Geschwindigkeit der Schwebekörper vergrößert<br />
man durch wiederholtes kurzzeitiges Öffnen<br />
des Impulsventils.<br />
Ergebnis:<br />
In allen <strong>Experimente</strong>n bewegen sich in unregelmäßiger<br />
zeitlicher Folge Schwebekörper durch<br />
die Öffnung. Das führt bei den ersten beiden <strong>Experimente</strong>n<br />
dazu, daß sich nach einiger Zeit etwa<br />
gleich viele Schwebekörper in beiden Hälften befinden.<br />
Beim letzten Experiment durchdringen<br />
die Schwebekörper die Öffnung in beiden Richtungen.<br />
Beide Arten von Schwebekörper durchmischen<br />
sich. Diese Vorgänge vollziehen sich um<br />
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