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Versuche

Untersuchung der Einflussfaktoren des Drucks

Zielsetzung

  • Mit diesem Experiment kannst du verschiedene Einflussfaktoren auf den Druck untersuchen. 

Hinweise zum Experiment

Damit in Chemie bzw. beim Experimentieren keine Unfälle passieren, musst du auf die Sicherheit achten. Die Sicherheit ist immer wichtig, wenn du in einem Fachraum oder Labor bist. Bitte beachte bei allen Experimenten die Hinweise zur Sicherheit im Labor.

CC-BY-NC 4.0 / Joachim Herz Stiftung; Hanne Rautenstrauch
Abb. 1 Versuchsmaterial

Material

  • Einmalspritze (mindestens 100 ml) mit Luer-Lock-Verschluss
  • Verschlusskone zum luftdichten Verschließen der Spritze
  • Wasserfester Folienstift  
  • Becherglas (mindestens 400 mL)
  • Tiegelzange
  • Wasserkocher

Chemikalien

  • Wasser
  • Luft (Abb. 1)

Versuchsaufbau/Durchführung

Teil 1

  1. Ziehe den Stempel etwa zur Hälfte aus der Spritze heraus, verschließe die Spritze und markiere die Höhe des Stempels auf der Spritze mit einem wasserfesten Folienstift (Abb. 2.1).
  2. Ziehe den Stempel so weit es geht heraus (Abb. 2.2).
  3. Drücke den Stempel so weit es geht herein (Abb. 2.3).

Teil 2

  1. Öffne den Verschluss, drücke den Stempel etwas hinein, um Luft aus der Spritze zu entfernen und verschließe anschließend wieder die Spritze.  
  2. Ziehe am Stempel bis zur Markierung und notiere deine Beobachtungen.  
  3. Entferne den Verschluss und ziehe den Stempel etwas weiter heraus, so dass sich mehr Luft in der Spritze befindet. Verschließe anschließend wieder die Spritze.
  4. Drücke den Stempel bis zur Markierung herein und notiere deine Beobachtungen.

Teil 3

  1. Erhitze Wasser mit dem Wasserkocher.
  2. Ziehe den Stempel bis zur Markierung aus der Spritze und verschließe die Spritze (Abb. 2.4).
  3. Fülle das heiße Wasser vorsichtig in das Becherglas.
  4. Lege mit der Tiegelzange die Spritze in das heiße Wasser. Achte darauf, dass die Spritze komplett mit Wasser bedeckt ist.
  5. Hole nach 3 Minuten die Spritze wieder heraus und vergleiche die Lage des Stempels mit der Markierung. 

Tipps und Tricks

Die Experimente kannst du auch mit einem zusätzlichen Drucksensor durchführen, um die Werte direkt zu messen.

Aufgabe
Aufgabe

Führe den Versuch durch. Was kannst du beobachten?

Lösung

Beobachtung

Stempel rausziehen

Wenn du den Stempel bis zur Markierung hineindrücken möchtest, musst du Kraft aufwenden. Sobald du den Stempel loslässt, nimmt das Gas in der Spritze wieder das ursprüngliche Volumen ein und der Stempel drückt sich nach außen.

Stempel reindrücken

Wenn du den Stempel bis zur Markierung herausziehen möchtest, musst du Kraft aufwenden. Sobald du den Stempel loslässt, nimmt das Gas in der Spritze wieder das ursprüngliche Volumen ein und der Stempel zieht sich nach innen.

Gas in der Spritze erwärmen

Der Stempel befindet sich nach dem Erhitzen etwas weiter draußen, das Volumen in der Spritze ist größer geworden.

Ergebnis

Wenn du in einem geschlossenen System das Volumen verringerst, erhöht sich der Druck in dem System. Wenn du in einem geschlossenen System das Volumen vergrößerst, verringert sich der Druck in dem System. Wenn du die Temperatur in einem geschlossenen System erhöhst, erhöht sich auch der Druck. Durch die Druckerhöhung wird der Stempel der Spitze hinausgedrückt, bis der Druck in der Spritze wieder so groß ist wie der Druck außerhalb der Spritze.