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Weihnachtsrätsel 2018

Die Zahl der Beiträge hielt sich in diesem Jahr leider arg in Grenzen. Einen Teilnehmer, Niklas Kladruba, gab es aber doch, der auch diesmal der Lösung wirklich nahe gekommen ist und sich damit eine Anerkennung redlich verdient hat.


Mit diesem Material:
- zwei gleiche Trinkgläser, 0,2 bis 0,3 l Inhalt, möglichst schlank
- Salz
- zwei gleiche Eiswürfel, nicht zu klein, müssen im Glas schwimmen können

Sollte dieses Experiment durchgeführt werden:
Füllt beide Gläser gleich hoch mit kaltem Leitungswasser. In eines der Gläser gebt Ihr 3-4 Eßlöffel Salz und rührt sorgfältig um. Wenn sich das Salz gelöst habt, gebt Ihr in beide Gläser je einen der vorbereiteten Eiswürfel. Beobachtet nun, was geschieht. Die Beobachtung muss so lange fortgesetzt werden, bis beide Eiswürfel vollständig geschmolzen sind. Tipp: Wasserstand zu Beginn z. B. mit Klebestreifen markieren.

Und das wollten wir von Euch wissen:
- Beschreibt Eure Beobachtungen möglichst genau. Fügt evt. ein aussagekräftiges Foto vom Endzustand Eures Experiments bei.
- Wie lautet Eure Erklärung für die Beobachtungen?
- Welche Folge des Klimawandels wird in dem Experiment simuliert? Beschreibt und begründet Eure Vermutung möglichst genau.

Niklas hat das Experiment sehr sorgfältig vorbereitet und durchgeführt und das Geschehen in einem Video festgehalten: drive.google.com/file/d/1anO489lEgqUqHqVIgq5LSNFGNLDzeYba/view

Das Video zeigt bei sehr genauem Hinsehen, und das ist hier unbedingt nötig, dass der Wasserstand in beiden Gläsern zu Beginn eben nicht genau gleich ist, anders als die von Niklas eingeblendete weiße Linie suggerieren möchte. Sehr schön seine Idee, die Eiswürfel mit Lebensmittelfarbe blau einzufärben, um den Schmelzvorgang besser verfolgen zu können. In seinem Begleittext hat er sich bravourös mit den Einzelheiten des Schmelzvorgangs auseinander gesetzt und dabei erklärt, warum der Eiswürfel im Salzwasser langsamer schmelzen muss.

Am Ende des Experiments möchte er wiederum durch die eingeblendete Linie zeigen, dass der Wasserstand in beiden Gefäßen gleich ist. Schaut man aber ganz genau hin, so sieht man, dass der Wasserspiegel im Glas mit dem Salzwasser geringfügig über dem im Nachbarglas liegt.

Zusammengefasst lässt sich also Folgendes festhalten:

Im Glas mit dem Süsswasser ändert sich beim Schmelzen der Wasserstand praktisch nicht, während er im Glas mit dem Salzwasser leicht ansteigt. Das beruht darauf, dass der Eiswürfel im Süsswasser praktisch vollständig eintaucht, während er im Salzwasser nur zu etwa 6/7 eintaucht, ähnlich wie der blaue Ballon im Bild oben. Die Wasserstände zu Beginn müssen also unterschiedlich gewesen sein, wenn die Versuchsbedingungen eingehalten wurden. Das Glas mit dem Salzwasser holt während des Schmelzens diesen Rückstand praktisch wieder auf. Was wir hier sehen, kann als Modellversuch zum Anstieg des Meerespiegels durch den fortschreitenden Klimawandel angesehen werden. Das Eis in den Polarregionen besteht nämlich aus Süßwasser, das ähnlich wie der Eiswürfel im Experiment in Salzwasser schwimmt. Schmilzt nun immer mehr Eis durch Zunahme der Temperaturen, so muss der Meeresspiegel zwangsläufig ansteigen.

Das war's für 2018. Für das Neue Jahr 2019 wünscht Euch und Ihnen die Fachschaft Physik viel Glück, Erfolg, Gesundheit und die Freude an der Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Fragen.