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Ist es warm, brauchen die Luftteilchen mehr Platz.

Warme und kalte Luft

Leise hört man das Klimpern der Münze.

Warme und kalte Luft

Ballons pusten sich wie von selbst auf.

Warme und kalte Luft

Die Flasche aus dem Kühlschrank ist ganz zerknautscht.

Warme und kalte Luft

Eine Tüte wird mit heißer Luft gefüllt.

Warme und kalte Luft

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Sie brauchen

  • Glas- und Plastikflaschen
  • Schüsseln mit warmem und kaltem Wasser
  • Münzen (50 Cent)
  • Luftballons (vorher schon mal aufgeblasen, so dass sie gedehnt sind)
  • Kühlschrank oder Gefrierfach
  • Scheren
  • Bindfaden
  • Krepppapier
  • Fön
  • Gelber Sack oder andere dünne Plastiktüten

Die Kinder erfahren, wie sich warme und kalte Luft voneinander unterscheiden. Sie lassen Flaschengeister erscheinen, beobachten das Zusammenknautschen einer Flasche im Kühlschrank, basteln einen Papiervorhang, der sich in warmer Luft bewegt und lassen Heißluftballons aufsteigen.

Alltagsbezug

Kocht man Eier, werden diese meist vorher angestochen, damit die im Ei eingeschlossene Luft, die sich beim Kochen erwärmt und ausdehnt, entweichen kann und die Schale nicht platzt. Wenn wir Marmelade einkochen, füllen wir sie noch heiß ins Glas und verschrauben den Deckel. Neben der Marmelade ist aber auch Luft im Glas. Beides kühlt mit der Zeit ab. Die kalte Luft zieht sich zusammen und sorgt beim Öffnen des Glases für das bekannte Klicken des Deckels. Über einer warmen Heizung bewegen sich die Gardinen und zur Adventszeit treibt heiße Kerzenluft die Weihnachtspyramide an.

Warme und kalte Luft im Spiel

Erklären Sie den Kindern, dass Luft aus vielen kleinen Teilchen besteht, die so winzig sind, dass wir sie nicht sehen können. Jedes Mädchen und jeder Junge ist nun ein solches Luftteilchen. Wenn es kalt ist, kuscheln sie sich eng aneinander und rühren sich kaum. Je wärmer es wird, desto mehr bewegen sie sich – zunächst schunkeln sie nur ein wenig hin und her, doch nach und nach beginnen sie, immer kraftvoller zu tanzen. Schnell bemerken die Mädchen und Jungen, dass sie dazu viel mehr Platz brauchen.

Flaschengeister

Legen Sie eine gut angefeuchtete Münze auf die Öffnung einer kalten Glasflasche aus dem Gefrierfach. Bitten Sie die Kinder nun, ihre Hände zu rubbeln und um die Flasche zu legen. Können Sie gemeinsam den Flaschengeist beschwören?

Stellen Sie anschließend je eine Schüssel mit warmem und kaltem Wasser bereit. Die Kinder dürfen einen Luftballon über den Hals einer Glasflasche stülpen. Die Flasche mit dem schlaff herunterhängenden Ballon wird nun für etwa eine Minute ins warme Wasser gestellt. Steigt der Flaschengeist auf? Was passiert, wenn die Mädchen und Jungen die Flasche anschließend in die Schüssel mit dem kalten Wasser halten?

Seht her:

Warme Luft braucht mehr Platz als kalte. Legen die Kinder ihre Hände um die kalte Flasche, erwärmt sich die Luft darin und benötigt mehr Raum, als in der Flasche vorhanden ist. Sie entweicht und lässt dabei die Münze klimpern. Genauso, wie sich deshalb auch der Luftballon aufrichtet, nachdem die Flasche ins warme Wasser gestellt wird. Der Effekt lässt sich hier auch umdrehen: Hält man die Flasche in kaltes Wasser, braucht die Luft wieder weniger Platz und der Ballon fällt in sich zusammen, manchmal wird er sogar in die Flasche hineingezogen. Das lässt sich solange wiederholen, wie das Wasser in den Schüsseln noch warm bzw. kalt genug ist.

Knautschflasche

Die Kinder legen morgens eine gut verschlossene, leere Flasche aus dünnem Plastik in den Kühlschrank. Über den Tag verteilt schauen sie immer mal wieder danach. Wie verändert sich die Flasche im Laufe der Zeit? Und was passiert mit ihr, wenn man sie wieder aus dem Kühlschrank herausholt?

Seht her:

Kalte Luft braucht weniger Platz. Sie zieht sich im Inneren der Flasche zusammen und bewirkt, dass sich diese zusammenknautscht. Holt man die Flasche aus dem Kühlschrank, erwärmt sich auch die Luft in der Flasche wieder, dehnt sich aus und das Gefäß erhält nach einiger Zeit seine alte Form zurück.

Tanzende Schlangen und Heissluftballons

Basteln Sie mit den Kindern einen Papiervorhang: Die Mädchen und Jungen schneiden dafür lange Streifen aus Krepppapier zurecht. Spannen Sie eine Schnur über eine warme Heizung oder eine Stehlampe, über die die Kinder dann ihre Papierstreifen hängen können. Die Stehlampe sollte so ausgerichtet sein, dass sie nach oben strahlt. Vorsicht: Sie kann eventuell sehr heiß werden! Was beobachten die Kinder? Was geschieht, wenn Heizung oder Lampe wieder ausgeschaltet werden? Und was fühlt man, wenn man die Hand über die warme Heizung oder über die Lampe hält?

Bei einem zweiten Versuch blasen die Mädchen und Jungen mit einem Fön heiße Luft in einen Gelben Sack. Eine Vergleichstüte wird durch Wedeln mit normaler Raumluft befüllt. Beide Tüten werden gut mit Bindfäden zugeknotet und dann im Freien losgelassen.

Seht her:

Warme Luft steigt nach oben und kann dabei Dinge bewegen: Papierstreifen und Plastiktüten.

Wissenswertes für interessierte Erwachsene

Luft besteht aus vielen kleinen, sich ständig bewegenden Teilchen. Diese Bewegung nennt man auch Wärmebewegung oder Brownsche Molekularbewegung. Je schneller sich diese Teilchen bewegen, desto wärmer ist es. Dabei schubsen und stoßen sich die Luftteilchen voneinander ab, so dass der Abstand zwischen ihnen immer größer wird. Die Teilchen derselben Menge Luft nehmen also mehr Raum ein, wenn die Luft warm ist. Im Versuch „Flaschengeister“ werden die Flasche und damit die in ihr enthaltene Luft erwärmt. Dabei dehnt sich die Luft aus und braucht mehr Platz. Die Glasflasche kann aber ihre Form nicht verändern und sich ausdehnen. So muss die Luft ausweichen: Sie strömt in den Ballon.

Da sich die Luftteilchen bei Erwärmung weiter voneinander entfernen, ist warme Luft weniger dicht und somit leichter. Ein Liter kalte Luft ist schwerer als ein Liter warme, fällt daher nach unten und drückt die warme Luft nach oben. Leichte Gegenstände, wie etwa die Papiersteifen, die sich im aufsteigenden warmen Luftstrom befinden, werden so bewegt.

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