Die Wasserkraft-Turbine
von Adrian Pflugmacher
Ziel des Versuchs In diesem Versuch wird die Funktionsweise einer Turbine thematisiert und in den Kontext gesetzt, wie Wasserkraft in Bewegungs- und elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Materialien
PET-Flasche, Reißzwecke, Bleistift, Schere, Bindfaden, 3 Strohhalme. Klebstoff.
Chemikalien
Wasser
Gefahrstoffe
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS-Piktogramme |
|---|---|---|---|
| Wasser | – | – | – |
Durchführung
Der Hals der PET-Flasche wird mit der Schere glatt abgeschnitten. Mit der Reißzwecke werden knapp unterhalb der Schnittkante drei Löcher für die Aufhängung in die Flasche gedrückt und mit dem Bleistift vorsichtig etwas vergrößert. Es werden drei gleich lange Stück Bindfaden an den Löchern befestigt und so zusammengebunden, dass sich der Knoten beim Aufhängen genau über der Flaschenmitte befindet. Die Aufhängung wird mit einem einzelnen Bindfaden vom Knoten aus noch etwas verlängert. Die Strohhalme werden etwa zwei Zentimeter unterhalb des Knick-Gelenks gekürzt. Nahe dem Flaschenboden werden ebenfalls drei Löcher seitlich an der Flasche gebohrt, durch die die Strohhalmköpfe gesteckt werden, sodass sie etwa einen Zentimeter in die Flasche hineinragen. Mit Klebstoff können die Löcher um die Strohhalme herum abgedichtet werden. Nach dem Trocknen des Klebstoffes werden die Strohhalme im Uhrzeigersinn geknickt. Über einem Waschbecken aufgehängt oder gehalten, kann die Flasche nun mit Wasser befüllt und das Ausströmen über die Strohhalme beobachtet werden.
Beobachtung
Sobald das Wasser aus den geknickten Strohhalmen fließt, beginnt die Flasche sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Je mehr Wasser sich in der Flasche befindet, desto schneller dreht sie sich. Werden die Strohhalme in die andere Richtung geknickt, dreht sich auch die Flasche anders herum.
Abbildungen
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Die Wasserkraft-Turbine über einem Waschbecken.
Deutung
Das ausströmende Wasser drückt die Flasche in die entgegengesetzte Richtung und da alle Strohhalme in dieselbe Richtung weisen, dreht sich die Flasche. Je höher der Wasserstand in der Flasche ist, desto größer ist die Kraft des Wassers und somit auch die Drehgeschwindigkeit. Die gewonnene Bewegungsenergie kann nun weiter genutzt werden.
Entsorgung
Wasser kann in den Abfluss gegeben und die Materialien über den Wertstoffmüll entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse
Literatur
[1] Andrews, Georgina; Baggott, Stella; Olbricht, Vera (Hg.) (2008): 100 spannende Experimente für Kinder. München: Bassermann. S. 69