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Homepage > Aktivitäten > Materie und Stoffe > Zustandsänderungen > Wenn Wasser gefriert

Wenn Wasser gefriert

Autor/inn/en:
Publikation: 1.1.1999
Lernstufe: 3
Übersicht: "Wie verwandelt sich Wasser in Eis?" Mit Hilfe einer Kältemischung unter­suchen die Schüler die Temperatur und die Zeit, die notwendig sind, damit das Wasser gefriert (erstarrt). Anschließend stellen sie ihre Ergebnisse in einer Kurve dar.
Ziele:
  • Folgendes verstanden und behalten haben: Materie bleibt erhalten, auch wenn ein Stoff – in diesem Fall Wasser – seinen Zustand wechselt.
  • Wissen, dass die Erstarrungs- oder Schmelztemperatur des Wassers 0 °C beträgt.
  • Erkennen, dass ein Zustand sich nur allmählich verändert.
Angestrebte Kenntnisse: Die Zustände ((flüssig, gasförmig, fest) und die Zustandsänderungen des Wassers
Dauer: 2 oder 3 Unterrichtsstunden
Material: Pro Vierergruppe:
  • 1 Thermometer
  • 1 Glas oder 1 durchsichtiger Plastikbecher
  • 1 Schüssel, in die ein kleines Gefäß gestellt werden kann
Für die Klasse:
  • Eine Kältemischung bestehend aus:
    • ca. 500 g Eis, das – in einem Geschirrtuch eingewickelt – mit einem Hammer zerstoßen wurde (Schnee ist ebenfalls sehr gut geeignet)
    • 2-3 Handvoll Salz (Eis und Salz gut mischen)
Herkunft: La main à la pâte, Paris
Bewertung:
(noch keine Bewertung)

Wissenschaftliche Begriffe

Während der Zustandsänderungen ist ein Teil des Wassers im flüssigen und ein Teil des Wassers im festen Zustand. Die Zustandsänderung beim Gefrieren oder Schmelzen von Wasser geschieht bei einer konstanten Temperatur von 0 °C.

Wissenschaftlicher Wortschatz

Angestrebte Fähigkeiten

Übersicht über die Unterrichtsstunden

Ablauf Dauer Beschreibung
1. Bei welcher Tempera­tur schmilzt Eis? 15 Minuten
  • Jeder Schüler notiert seine Vorhersage.
  • Eis ist gefrorenes Wasser, es wird bei ... Grad fest.
  • Zusammenlegen und Besprechen der Ergebnisse. Um die Frage endgültig zu beantworten, wird ein Versuch durchge­führt.
2. Wie kann man die Umwandlung von flüs­sigem Wasser zu Eis beobachten? 30 Minuten
  • Wenn man Wasser in den Gefrierschrank stellt, kann man die Umwandlung nicht beobachten. Daher schlägt der Lehrer vor, eine Kältemischung zu verwenden.
  • Jede Gruppe führt den Versuch mit der Kältemischung durch.
  • Die abgelesenen Messwerte werden ins Versuchsheft notiert.
3. Zeichnen der Kurve und Protokoll 15 Minuten
  • Jeder Schülern zeichnet ausgehend von den Messdaten die Temperatur-Zeit-Kurve in sein Versuchsheft.

1. Bei welcher Temperatur schmilzt Eis?

Ausgangssituation

Eine Schulklasse hat im Winter bei einem Ausflug Eiszapfen, Schneeflocken, zugefrorene Pfützen, Flüsse und Seen usw. gesehen. Die Begriffe Eis, Schnee und flüssiges Wasser kommen zur Sprache. Die Schüler der 4. bis 6. Klasse wissen zwar im Allgemeinen, dass "Eis gefrorenes Wasser ist", stellen sich aber die Frage: "Bei welcher Temperatur verwandelt sich Wasser in Eis?"

Foto: Eisschollen auf der Spree

Abb. 1: Eisschollen auf der Spree in Berlin

Formulierung der Vorhersagen

Jeder Schüler schreibt seine Vorhersage in sein Versuchsheft: "Das Eis ist gefrorenes Wasser, es wird bei ... Grad fest."

Zusammenlegen und Besprechen der Ergebnisse

2. Wie kann man die Umwandlung von flüssigem Wasser zu Eis beobachten?

Sofortiger Vorschlag der Kinder

Man muss das Wasser in den Gefrierschrank stellen; aber dabei gibt es ein Pro­blem: "Man sieht nichts". Sollte niemand das Problem erkennen, kann man die Kinder diesen Versuch dennoch durchführen lassen. Irgendwann werden sie realisieren, dass sie ihn anders durchführen sollten.

Verwendung einer Kältemischung.

Anmerkungen

Wie kann man die Umwandlung von Wasser in Eis beobachten?

Versuchsdurchführung

Aufgabenverteilung

3. Zeichnen der Kurve und Protokoll

Ablauf

Anmerkungen

Ergänzungen

Kommentar des Lehrers

Durchführung des Versuchs

Pädagogische Probleme

Es kann passieren, dass das eigentliche Ziel dieses Versuchs, die Untersu­chung von gefrierendem Wasser, durch den "faszinierenden" Aspekt der Käl­temischung in den Hintergrund tritt.

Die Auswertung der Versuchshefte zeigt Folgendes:

Interdisziplinarität

Auch wenn diese Aktivität alles andere als außergewöhnlich ist, kann sie eine interessante Grundlage für den Deutschunterricht darstellen, insbesondere wenn die durchgeführten Versuche an Dritte vermittelt werden (Beispiel: Rubrik "Naturwissenschaftliches" in der Schulzeitung, Ausstellungen usw.).

Die Qualität der von den Schülern verfassten Protokolle lässt oft zu wünschen übrig – eine wunderbare Gelegenheit, um das Verfassen dieser Art von Texten zu üben.

Letzte Aktualisierung: 19.4.2015

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