Lernen mit Spaß! Experimente für kleine Forscher: Was passiert mit Luft, wenn sie warm wird?

Warum fliegt ein Heißluftballon? Warum ist es im Winter unter der Zimmerdecke oft viel wärmer als am Boden? Klar, wir alle kennen die Antwort: Warme Luft steigt nach oben. Aber wieso? Und ist das denn eigentlich richtig? Sehen kann man es nicht. Woran steigt sie denn überhaupt hoch? Gibt es etwa eine unsichtbare „Luftleiter“? Mit diesem Experiment könnt Ihr Euren Kindern dieses Phänomen anschaulich machen – und ganz nebenbei mit einer Fehlvorstellung aufräumen, die in den Köpfen der meisten Erwachsenen vorhanden ist und oft auch den Kindern in der Schule falsch beigebracht wird.

Experimente für Kinder: Warme Luft
  • ein Teelicht
  • Schere
  • Papier, oder noch besser: Alufolie
  • Bindfaden

Schneidet aus dem Papier bzw. der Folie eine Spirale aus. Diese befestigt Ihr an einem Bindfaden. Nun haltet Ihr die Spirale über die Flamme – aber Vorsicht! Haltet sie so, dass zwischen Flamme und Spiralen-Ende mindestens 20 cm Abstand sind.

Experimente für Kinder: Warme Luft
Experimente für Kinder: Warme Luft
Experimente für Kinder: Warme Luft

Die Spirale beginnt sich zu drehen. Das kommt von der warmen Luft, die nach oben strömt, dabei an die Spirale „stößt“ und sie dadurch in Bewegung versetzt.

Wieso strömt die warme Luft nach oben? Dazu muss man ein wenig ausholen: Luft besteht aus vielen kleinen Teilchen, die man nicht sehen kann. Diese sind ständig in Bewegung. Wenn es kalt ist, bewegen sie sich weniger, wenn es warm ist, mehr. Dazu brauchen sie mehr Platz.

Das kann man Kindern (z. B. im Kindergarten) anhand eines kleines Tanzspiels zeigen: Die Kinder spielen Teilchen und stellen sich vor, es ist kalt und sie kuscheln sich eng aneinander. Dabei rühren sie sich kaum. Je wärmer es wird, desto mehr Bewegung kommt in die Runde, immer schneller bewegen sich die Kinder, bis sie schließlich herumspringen und tanzen. Dabei werden sie merken, dass sie mehr Platz benötigen. Genauso ist es auch mit den Luftteilchen. Bei Wärme bewegen sie sich stark und brauchen viel Platz. Das hat zur Folge, dass sich die Dichte der Luft verringert. Kurz gesagt: Für die gleiche Anzahl Teilchen steht jetzt viel mehr Platz zur Verfügung. Sie drängeln sich jetzt nicht mehr so dicht aneinander. Durch die niedrigere Dichte wird die Luft in einem bestimmten Volumen aber auch leichter – denn zwischen den Teilchen ist ja nichts mehr, auch keine Luft, denn die sind sie ja selbst. Um beim Kindertanzbeispiel zu bleiben: Angenommen, die Kinder brauchen so viel Platz, dass einige auf den Flur ausweichen müssen, dann wiegen die Teilchen im Zimmer insgesamt weniger als vorher, als noch alle Teilchen bei Kälte im Zimmer zusammenhockten.

Zurück zum Teelicht: Über der Flamme wird nur ein bestimmter Anteil an Luft erhitzt, kalte Luft gibt es drum herum noch zur Genüge, und die ist schwerer und dichter. Die schwere Luft bleibt einfach unten, wie es schwere Dinge nun mal so an sich haben und drückt die warme, leichte Luft nach oben. Die warme Luft steigt also nicht, sondern wird von der kalten einfach verdrängt, weil sie weniger dicht und somit leichter ist. Das nennt man Auftrieb.

Alltagsbezug: Genau so funktioniert übrigens auch ein Heißluftballon. Die warme Luft, die durch den Brenner erhitzt wird, dehnt sich aus und entweicht ein wenig nach unten durch die Öffnung. Dadurch ist die Restluft im Ballon leichter als die Umgebungsluft geworden.

Der Satz „Warme Luft steigt nach oben“ ist also physikalisch nicht ganz korrekt, denn sie wird hochgedrückt, sie steigt nicht selbständig. Wenn man das Prinzip des Auftriebs einmal verstanden hat, leuchten einem viele physikalische Phänomene ganz automatisch ein. Deshalb ist es so wichtig, den Kindern von Anfang an die richtigen Erklärungen zugänglich zu machen – damit Physik in der Schule später kein Hassfach, sondern ein Spaßfach wird.

Viel Freude beim Ausprobieren!

Experimente für Kinder
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Iris

Mit Kinder- und Familienthemen kennt Iris sich dank ihrer bezaubernden Tochter bestens aus. Die heute Fünfjährige hat ihr Leben komplett umgekrempelt. Neben ihrer Tochter liebt Iris vor allem Wörter - und die Möglichkeit, beim Bloggen ihr Wissen zu teilen und wichtige Themen bekannter zu machen.

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