Arbeitsauftrag 1: Eis in einer Mischung mit Salz schmelzen

Empfohlenes Alter der Schülerinnen und Schüler: 6 – 11 Jahre oder älter

Dauer: Vorbereitung: 15 Minuten; Durchführung: 15 Minuten

Arbeitsvorgang:

Mindestens einen Tag zuvor werden drei mit Wasser befüllte 1,5-Liter-PET-Flaschen im Gefrierschrank gelagert. Selbstverständlich können auch andere Behälter verwendet werden, die für den Einsatz im Gefrierschrank geeignet sind. Am Tag der Laborübung bereitet die Lehrerin/der Lehrer für die Schülerinnen und Schüler, drei Hämmer und drei Wischtücher oder andere Tücher, in welche die das Eis eingepackt werden kann, im Klassenzimmer vor. Die PET-Flaschen werden aus dem Gefrierschrank genommen, aufgeschnitten und das Eis entfernt. Da der Gefrierschrank eine Temperatur von ca. −17 °C hat, ist es ratsam, das Eis schon kurze Zeit vor dem Unterricht im Raum liegen zu lassen, um dessen Temperatur auf 0 °C zu erhöhen.

Die Lehrerin/der Lehrer breitet für jede Arbeitsgruppe die folgenden Werkzeuge auf dem Tisch vor: zwei verschieden große Schüsseln oder Becher, Kochsalz (NaCl), ein Thermometer für niedrigere Temperatur (mindestens bis zu −20 °C), einen Löffel, eine Uhr oder Anzeige, um die Zeit zu beobachten (die Schülerinnen und Schüler können ihre eigenen Uhren oder Handys zum Stoppen der Zeit verwenden), etwas Saft oder Wasser mit Saft, einen Plastikbeutel.

Die Schülerinnen und Schüler zerkleinern das mit einem Tuch umwickelte Eis mit dem Hammer in kleine Stücke. Die Lehrkraft gibt die Instruktion: „Vermische zerkleinertes Eis mit Salz im Verhältnis 3:1. Wie wird sich die Temperatur des Gemischs über die Zeit ändern? Trage deine Vermutung und die Messung in die Tabelle im Arbeitsblatt ein.“ Die Schülerinnen und Schüler fügen in die größere der beiden Schüsseln drei Gewichtsteile Eis und einen Gewichtsteil Salz. Eis und Kochsalz werden dann mit einem Löffel gemischt und es wird beobachtet und gemessen, wie sich die Temperatur der Mischung ändert. Die Temperaturänderung des Gemisches von Eis und Kochsalz wird in der Tabelle festgehalten und über die Zeit beobachtet. Im Abstand von je einer halben Minute werden die Werte abgelesen und notiert.

Als nächstes fügen die Schülerinnen und Schüler den Plastikbeutel in eine kleinere Schüssel oder ein Becherglas und befüllen ihn mindestens zur Hälfte mit Saft. Dazu gibt die Lehrkraft folgende Anweisung: „Gebe einen Plastikbeutel in eine kleinere Schüssel oder ein Becherglas. Fülle den Beutel mit Saft oder Schorle und stelle die Schüssel oder das Becherglas in das Gemisch von Kochsalz und Eis.“ Sie binden den Plastikbeutel zu und legen die kleinere Schüssel oder das Becherglas in die Schüssel mit der Mischung aus Eis und Kochsalz. Sie legen ein Tuch (z.B. Geschirrtuch) unter und um die Schüssel und lassen sie so mindestens 20 Minuten auf der Arbeitsfläche stehen. In der Zwischenzeit können andere Aufgaben bearbeitet werden.