Vertretungsstunde: Blumentopf und die Physik des Longdrinks

Montagmorgen, 9.45 Uhr, die 8d des Karlsgymnasiums in München hat sich im Physiksaal versammelt. Lehrer Holunder - Diplomphysiker und jetzt Physik-Doktorand - war natürlich eher da, hat seine Experimente vorbereitet.

Holunder: Grüßt euch. Wir machen heute eine Stunde Physikunterricht - steht ja auf dem Stundenplan.

In der Klasse Juhu-Rufe.

Holunder: Juhu? Schön. Fangen wir mal mit der Wiederholung der letzten Stunde an. Ich war ja nicht da.

Scherztopf!

Holunder: Ich habe mir sagen lassen, dass ihr erklären könnt, warum man Eiswürfel in seinen Drink tut?

Felix: Damit das Wasser kälter wird?

Rike: Die Eiswürfel schmelzen und geben dabei Kälte ab.

Gut. Schüler waren also anwesend in der letzten Stunde. Von der Theorie in die Praxis.

Holunder: Jetzt mischen wir einen richtigen Drink. Wie alt seid ihr? Wir brauchen zwei Achtzehnjährige, da wir hier richtigen Alkohol haben!

Die Jungs sind sich nicht einig, ob sie schon 21 oder 18 sind. Fionn und Moi kommen nach vorn.

Holunder: Einer mischt den Alkohol, einer das Wasser - das dürft ihr schon mit 14. Okay. Ihr messt jetzt mit dem Messzylinder genau 50 Milliliter ab. Am besten über dem Waschbecken - wenn ihr was verschüttet, gibt das keine Sauerei.

Felix: Fionn, trink mal 'n Schluck!

Sehr witzig, Felix. Dann wäre das Experiment ja gescheitert!

Holunder: So, meine beiden Barkeeper. Jetzt mischt mal Wasser und Alkohol fünfzig-fünfzig.

Ob Holunder das auch immer zum echten Barmann sagt?

Moi (misst das Drink-Volumen): 97 Milliliter!

Holunder: Es müssten eigentlich 100 sein. Wo ist der Rest geblieben?

Fionn: Die einen Teilchen sind größer als die anderen. Wir haben weniger Volumen, weil die kleinen zwischen den großen verteilt sind.

Holunder: Richtig. Das Experiment zeigt, dass chemische Stoffe aus vielen unterschiedlich großen Teilchen bestehen. Alkoholteilchen sind zum Beispiel größer als Wasserteilchen! Jetzt könnt ihr mitschreiben.

10 Uhr: Die Schüler ziehen murrend ihre Hefter heraus.

Holunder: Ein Stoff kann verschiedene Aggregatzustände annehmen - fest, flüssig und gasförmig. Wie die sich voneinander unterscheiden, kann man mit einem Teilchenmodell erklären. Ihr hier in der Klasse seid im festen Zustand. Jeder sitzt an seinem Platz, kann sich ein bisschen bewegen, aber mit niemandem tauschen.

Natürlich probieren die Jungs in der ersten Reihe, sich umzusetzen. Holunder ganz lehrerlich:

Holunder: Geht nicht, wenn ihr Plätze tauscht, gibt es einen Verweis! In der Pause könnt ihr euch verflüssigen.

Er nimmt eine Schaumstoffplatte in die Hand, legt Wasabi-Bohnen in die runden Vertiefungen und drückt das alternative Teilchenmodell den Störenfrieden in die Hände. Die Mädels in der ersten Reihe essen die Bohnen. Sophia schiebt noch Schokolade hinterher. Nerven gestählt - nächstes Experiment.

Holunder: Wie sieht der Festkörper im flüssigen Zustand aus, wenn ich Energie zuführe?

Rike: Die Teilchen berühren sich auch. Aber sie bewegen sich untereinander.

Rike ist wissensmäßig gut dabei. Zur Verdeutlichung ihrer Aussage stellt Holunder eine Schale Wasser auf den Projektor.

Holunder: Wenn ich da reinschaue, sieht es nicht aus, als würden sich da Teilchen bewegen. Wenn ich einen farbigen, wasserlöslichen Stoff nehme, kann ich diese Bewegung sichtbar machen.

Man erkennt zunächst nur pinke Farbkleckse. Ob das das Zeug ist, das der Zahnarzt zur Putzkontrolle auf die Zähne schmiert? Irgendwann ist das ganze Wasser blassrosa. Sieht auch besser aus als beim Zahnarzt. Experiment geglückt.

Holunder (fasst zusammen): Die Aggregatzustände unterscheiden sich dadurch, wie stark sich die Teilchen bewegen. Und je wärmer ein Stoff ist, desto mehr bewegen sie sich. Was für eine Energie haben Teilchen, die sich bewegen?

Julia: Bewegungsenergie. Und je schneller sie sind, desto mehr kinetische Energie haben sie.

Holunder: Genau. Die Teilchen bewegen sich, die Wärmeenergie ist also in der Bewegungsenergie der Teilchen enthalten. Charakteristisch für Wärmeenergie ist, dass die Bewegung kreuz und quer geht. Wenn ich Kreide da rüber schmeiße...

Holunder schmeißt ein Kreidestück da rüber.

Holunder: ...hat sie Bewegungsenergie, aber keine Wärmeenergie, weil alle Teilchen sich in dieselbe Richtung bewegen. Wenn ich die Kreide jetzt aufheize und Wärmeenergie reinstecke, bewegen sie sich in verschiedene Richtungen - das ist der Unterschied.

10.28 Uhr: Die Klasse kommt zum Schluss, dass der durchschnittliche Abstand zwischen den Teilchen größer wird, je wärmer der Festkörper ist. Holunder sucht kurz die weggeworfene Kreide, dann schreibt er die schöne Tageserkenntnis an die Tafel. Es klingelt. Gehen will keiner. Zwei Schülerinnen belagern Holunder - mit Physikfragen. Mehr davon, bitte.