wir bauen einen Heißluftballon - NW

Schweben in Luft – wir bauen einen Heißluftballon
Temperatur
Dieser cVogel steigt langsam nach
oben, ohne die Flügel zu bewegen.
Er nutzt eine Thermikströmung.
Was bedeutet das?
Zünde eine Lage eines Papiertaschentuchs auf einer feuerfesten Unterlage an. Wie erklärst du dir deine
Beobachtungen?
37 ml
55 ml
30 °C
35 °C
72 ml
40 °C
45 °C
b) Ändert sich das Gewicht von Luft
bei Erwärmung? Heize die geöffnete
Gaswägekugel eine Weile mit einem
Fön. Schließe sie dann und wiege
nach.
50 °C
55 °C
1100
1037 ml
e) Zeichne ein
Koordinatensystem.
Trage in das Diagramm für
jede Temperatur ein, wie groß das
gesamte Luftvolumen ist. Verbinde
die Messpunkte mit einer Linie.
60 °C
1,3
1,25
Dichte bei 20 °C
1,15
Luft ist pro
Liter bei 80 °C
also etwa
0,21 g leichter
als bei 20 °C
1
# Gaswägekugel 83
64
Dichte bei 80 °C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatur in °C
Phase 3: Bauen und Testen
Auf dem Bild siehst du einige
Möglichkeiten von ganz einfach
bis etwas schwerer, einen Heißluftballon zu bauen. Entscheide
dich für ein Modell. Einen größeren cHeißluftballon kannst du
nach der Bauanleitung in der Infothek herstellen.
Starte deinen Ballon im Freien.
Messe vor dem Start die Lufttemperatur im Innern. Teste eventuell die
Tragfähigkeit mit kleinen Gewichten.
# Teilchenmodell 90
# Messzylinder 85
800
0
10
20
30
40
50
Temperatur in °C
en!
fenen Flamm
Vorsicht mit of
d
un
n
de
d zu Gebäu
e
nd
Weiten Abstan
ne
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s
n! Niemal
Bäumen halte
n lassen!
Stoffe mitfliege
# Heißluftballon 84
b) Welches Gewicht soll der Ballon heben
können?
Lies aus dem Diagramm ab, wie viel 1 Liter Luft
zwischen 0 °C und 100 °C wiegt. Übertrage die
abgelesenen Werte in eine Tabelle. Trage ebenfalls in die Tabelle ein, welches Gewicht die erwärmte Luft bei einer Außentemperatur von
20 °C tragen kann.
c) Überlege dir, wie viele Liter Inhalt dein Ballon
haben sollte. Wie groß wäre er dann? Vergleiche mit deiner Zahl etwa den Rauminhalt eines
Müllsacks.
0,9
Tauchsieder
zum Erhitzen
von Wasser
900
a) Aus welchen Materialien willst du den Ballon
bauen? Wo liegen Vorzüge und Nachteile?
Dichte in g/l
1,2
0,95
tiere in einer Tabelle für
jede Temperatur, wie viel
Luft über den Schlauch in
den cMesszylinder verdrängt wurde.
1000
Phase 2: Planung
1,1
d) Finde heraus, um wie viel sich ein
Liter Luft bei verschiedenen Temperaturen ausdehnt:
Am besten kannst du die Lufttemperatur in der Flasche kontrollieren,
wenn du mit einem Wasserbad arbeitest.
Erhöhe die Temperatur des
Wasserbades schrittweise
und warte eine Weile. No-
Gesamtes Volumen in ml
1200
1,05
c) Was geschieht mit der Luft, wenn sie wärmer
wird?
Ziehe einen Luftballon über den Hals einer leeren Flasche. Erwärme die Flasche. Was beobachtest du? Erkläre deine Beobachtungen
mit dem cTeilchenmodell der Luft.
# Vogel 91
0 ml
18 ml
20 °C
25 °C
a) Wie schwer ist kalte Luft? Bestimme die Dichte von Luft bei normaler
Temperatur. Benutze dazu
eine cGaswägekugel.
Phase 1: Forschung
Ein Heißluftballon kann in
der Luft schweben und
sogar noch Lasten transportieren. Woher erhält er
seinen Auftrieb?
Die folgenden Untersuchungen helfen dir, die
Funktionsweise eines Heißluftballons zu verstehen.
Mit diesem Wissen kannst
du dann einen eigenen
Ballon bauen.
Gesamtes
Luftvolumen
1000 ml
1018 ml
Inhalt des
Messzylinders
65