VCP SPUREN: Wasser ist Leben - Thinking Day

WasseR ist LeBeN
Fragen an die Gruppe:
1.
2.
3.
Sowohl zwischen den beiden Glasplatten als auch in den Glasröhrchen steigt das Wasser
höher als im Rest des Glases. Was könnte eine Erklärung dafür sein?
Experimentiert mit Glasröhrchen unterschiedlichen Durchmessers: Erkennt ihr einen Zu-
sammenhang zwischen der Enge der Kapillare und dem Wasserstand darin?
Was stellt ihr nach einiger Zeit bei der Blume fest? Versucht anhand dieser Beobachtung zu
erklären, wie ein Baum das nötige Wasser bis in seine äußersten Blätter pumpen kann.
Die beobachtete Erscheinung heißt Kapillarität und beruht auf der Anziehungskraft zwischen
dem Wasser und der Gefäßwand. Je kleiner der Zwischenraum zwischen den Glasplatten oder
der Durchmesser der Glasröhrchen, umso größer ist der Kapillardruck. Je größer der Kapil-
lardruck, umso höher steigt das Wasser. Eine Kapillare von 1 µm Durchmesser erzeugt einen
Saugdruck von 1,4 bar, das entspricht bei Wasser einer Saughöhe von 14 Metern. Das Wasser
steigt aufgrund von sogenannten Adhäsionskräften an der Wand des Röhrchens empor,
aber lediglich bis zu dessen Ende, selbst wenn die Kapillarität eine größere Steighöhe erlauben
würde. Ebenso werden zwei Glasplatten, zwischen denen sich ein Wasserfilm der Dicke 1 µm
befindet, vom Wasser mit einem Druck von 1,4 bar aneinander gehalten. Das ist ganz schön
viel! Deshalb zerbrechen feucht gewordene Objektträger beim Mikroskop häufig, wenn man
versucht, sie auseinander zu ziehen.
Wo in der Natur spielt die Kapillarität eine wichtige Rolle? In Bäumen und anderen
Pflanzen wird das Wasser von den Wurzeln aufgenommen und dann bis in die Krone transpor-
tiert, wo es an Blättern und Nadeln verdunstet oder für die Photosynthese benötigt wird. Beim
Transport gegen die Schwerkraft wirkt die Verdunstung im oberen Bereich der Pflanze als Sog
(Transpirationssog), Kohäsionskräfte des Wassers in der Pflanze verhindern ein Abreißen des
Flüssigkeitsstroms, und der Kapillareffekt begünstigt mit dem osmotischen Effekt (Wurzeldruck)
den Aufstieg. Nach wissenschaftlichen Erkenntnissen können Bäume maximal 130 Meter hoch
werden, da dann der osmotische Druck zusammen mit den Kapillarkräften nicht mehr ausreicht,
die Schwerkraft zu überwinden.
Ein Beispiel für eine Anwendung der Kapillarität ist die Feder des Füllfederhalters. Sie hat in
der Regel auf halber Länge ein kleines, rundes Loch, in dem sich die Tinte sammelt, um von
erklärung/Auswertung
Gruppenstunden
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