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Mint-Fächer
18.06.2017  Silke Ottow

Wenn die Oberfläche spannt

Das es eine Besonderheit des Wassers an der Oberfläche gibt, ist für Teddy schon klar. Sätestens nachdem er die Bilder des Wasserläufers gesehen hat. Aber wieso ist diese Spannkraft nur auf dem Wasser?
Wenn die Oberfläche spannt ‒ Teil 2
Teddy hatte ja vor kurzem eine Sicherheitsnadel auf Wasser schwimmen lassen: So spannend ist Wasser. Außerdem konntest du dir hier faszinierende Fotos von Wasserläufern anschauen: Wenn die Oberfläche spannt. Dass das geht, dass also Dinge auf Wasser schwimmen, die eigentlich untergehen müssten, hängt mit einer Besonderheit des Wassers zusammen: Wasser hat eine sehr hohe Oberflächenspannung. Doch was ist Oberflächenspannung?
Um zu verstehen, was im Wasser passiert und wie es zu dieser misteriösen Oberflächenspannung kommt, haben wir letzte Woche ein Spiel gespiel: Das Wasser-Spiel. Habt ihr es mal ausprobiert? Es macht Spaß, oder? Wie es geht, kannst du im Beitrag Wenn die Oberfläche spannt nachlesen. Hier siehst du noch einmal die Kinder, wie sie auf dem Boden liegen und Wasser spielen:


Die Kinder liegen auf dem Boden und fassen sich an den Händen und Füßen.

Dabei bleiben sie natürlich nicht ruhig liegen, sondern sie bewegen sich ständig hin und her. Genau so, wie es die Wassermoleküle auch tun.

Wie Wassermoleküle bewegen sich die Kinder immer hin und her und wechseln dabei die Plätze.

Und was ist nun Oberflächenspannung?
Wenn du dir die beiden Wasser-Spiel-Bilder aufmerksam anschaust, fällt dir vielleicht etwas auf. Denn auf jedem dieser Bilder gibt es einen Unterschied zwischen zwei Kindern und allen anderen. Siehst du ihn?
Falls nicht, vielleicht hilft dir ja das nächste Bild weiter. Es ist das Bild eines Wasserglases. In diesem Wasserglas wollen wir uns zwei Teilchen ‒ also zwei Wassermoleküle ‒ einmal genauer anschauen:

Zwei Wasserteilchen, wir sagen auch Wassermoleküle, im Wasser.
Das eine Wassermolekül, das wir uns genauer anschauen wollen, schwimmt mitten im Wasser herum, das andere hält sich an der Wasseroberfläche auf. Das ist wie bei den beiden Wasser-Spiel-Bildern.  Es sind immer zwei Kinder mitten im Wasser drin. Alle anderen sind außen herum. Das heißt, alle Kinder, bis auf die beiden in der Mitte, befinden sich sozusagen an der Wasseroberfläche.
Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an
Nun ziehen sich die Wassermoleküle gegenseitig an. Ganz ähnlich wie ihr, wenn ihr das Wasser-Spiel spielt. Denn ihr müsst euch bei dem Spiel manchmal recken und strecken, um noch die Hand oder den Fuß eines anderen Kindes zu erreichen. Dabei zieht ihr dann an den Kindern, die eure Hand oder euren Fuß gegriffen haben.
Doch diese anziehenden Kräften sind nicht für alle Wassermoleküle gleich. Und auch nicht für alle Kinder. Für die Wassermoleküle, die mitten im Wasser schwimmen, ist es etwas anders als für die, die sich an der Wasseroberfläche aufhalten:

Anziehenden Kräfte im Wasser und an der Wasseroberfläche.

Auf dem Bild mit dem Wasserglas kannst du es sehen. Auf das Wassermolekül mitten im Wasser, wirken die Kräfte gleichmäßig in alle Richtungen. Denn es ist von allen Seiten gleichmäßig von anderen Wassermolekülen umgeben.
Doch an den Wassermolekülen an der Oberfläche, wird  nur seitlich gezogen und ins Wasser hinein. Denn über ihnen ist kein Wasser. Also ist da auch nichts, was an ihnen ziehen könnte. Und genau das ist die Oberflächespannung.
An den Wassermolekülen an der Oberfläche zieht also nur nach rechts, links und nach unten etwas. Dadurch rücken diese Teilchen etwas fester zusammen. Und deshalb können sie auch Dinge tragen, die eigentlich etwas zu schwer für sie sind.
Im nächsten Beitrag erklärt dir Teddy auch endlich, warum die Sicherheitsnadel untergegangen ist, als er Spülmittel ins Wasser getropft hat. Hier geht’s weiter: Entspann‘ dich mal, sagt die Seife.

Die Autorin
Dr. Silke Ottow ist Chemikerin und schreibt Bücher, in denen sie naturwissenschaftliche Phänomene kindgerecht erklärt. Weitere Informationen: www.miteinander-buecher.de

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