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Treibhaus-Experiment erweitert
Material:
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6 Konfitüregläser
6 Thermometer
Erde
heller Sand oder Styroporkügelchen
Seranfolie
gespitzter Bleistift
im Winter: 6 Schreibtischlampen o.ä.
Durchführung:
Bei drei Konfitüregläsern den Boden mit einer ca. 2 cm dicken Schicht aus Erde bedecken. Bei den
restlichen drei Konfitüregläsern den Boden mit einer ca. 2 cm dicken Schicht aus hellem Sand oder
Styroporkügelchen bedecken. In alle Konfitüregläser wird danach ein Thermometer gesteckt. Über
zwei Gläser mit Erde und zwei Gläser mit hellem Boden wird nun Seranfolie gespannt. Danach wird bei
einem hellen und einem dunklen Glas die Seranfolie mit einem Bleistift mehrfach durchstochen.
Es sollten nun also folgende 6 Typen von Konfitüregläsern vorbereitet sein:
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1 Glas mit hellem Boden (Sand oder Styroporkügelchen) ohne Seranfolie
1 Glas mit hellem Boden und unbearbeiteter Seranfolie
1 Glas mit hellem Boden und durchstochener Seranfolie
1 Glas mit dunklem Boden (Erde) ohne Seranfolie
1 Glas mit dunklem Boden und unbearbeiteter Seranfolie
1 Glas mit dunklem Boden und durchstochener Seranfolie
All diese Gläser werden nun in die pralle Sonne (z.B. Fensterbank) gestellt und es wird beobachtet, wie
sich die Temperatur in ihnen verändert.
Hinweis: Im Winter kann das Experiment auch unter sechs Schreibtischlampen als „Sonnenersatz“
durchgeführt werden. Die Erde sollte dann vor dem Versuch auf Zimmertemperatur erwärmt werden.
Jede dritte Minute wird die Temperatur in jedem der Gläser mit 6 verschiedenen Farben in eine
Tabelle eingetragen (siehe nächste Seite)
Treibhausexperiment
60°
Temperatur in C°
Temperatur in C°
Treibhausexperiment
50°
40°
30°
20°
10°
3‘
6‘
9‘
12‘
60°
50°
40°
30°
20°
10°
15‘
3‘
Messzeit
Temperatur in C°
Temperatur in C°
50°
40°
30°
20°
10°
9‘
12‘
50°
40°
30°
20°
10°
15‘
3‘
Temperatur in C°
Temperatur in C°
50°
40°
30°
20°
10°
Messzeit
9‘
12‘
15‘
Treibhausexperiment
60°
9‘
6‘
Messzeit
Treibhausexperiment
6‘
15‘
60°
Messzeit
3‘
12‘
Treibhausexperiment
60°
6‘
9‘
Messzeit
Treibhausexperiment
3‘
6‘
12‘
15‘
60°
50°
40°
30°
20°
10°
3‘
6‘
9‘
Messzeit
12‘
15‘
Lehrerkommentar
Die Seranfolie lässt Lichtwellen von aussen ungehindert hindurch, aber die reflektierte und emittierte
Wärmestrahlung des Bodens kann die Folie nicht mehr vollständig passieren. Dadurch erwärmt sich
der Boden im Konfitüreglas schneller und immer weiter. Dieser Vorgang entspricht dem klassischen
Treibhauseffekt in einem Gewächshaus. Ohne Seranfolie kann der Boden nicht viel wärmer werden, als
die Luft unmittelbar um ihn herum (die durch die Sonne oder die Schreibtischlampe natürlich ebenfalls
aufgewärmt wird).
Zur Verknüpfung mit dem Treibhauseffekt der Klimagase kann die Seranfolie mit selbigen verglichen
werden. Die durchstochene Seranfolie entspricht dabei der Atmosphäre mit „normaler“
Treibhausgaskonzentration: Hier kann Wärme auch wieder entweichen, sodass ein Gleichgewicht der
eingestrahlten und ausgestrahlten Energie entsteht. Die unbearbeitete Seranfolie stellt den
verstärkten Treibhauseffekt dar, bei dem zusätzliche Treibhausgase dafür sorgen, dass mehr Energie
auf der Erde bleibt, als sie verlässt. Achtung: es handelt sich bei diesem Modell um eine starke
Vereinfachung, denn die Verhältnisse in der Atmosphäre sind um ein Vielfaches komplexer. Man
Vergleiche den Text „Information Treibhauseffekt“.
Die dunkle Erde und der helle Sand erklären den sogenannten Albedo-Effekt: Während dunkle Flächen
mehr Energie absobieren und sich somit stärker erwärmen, reflektieren helle Flächen einen grossen
Teil des eingestrahlten Lichts, sodass sie weniger Energie absorbieren können und kühler bleiben.
Weitere Aspekte:
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Frische Erde oder Sand enthält im Normalfall etwas Wasser, dieses verdampft durch die
Erwärmung, steigt auf und kondensiert an der Seranfolie, weil die Konzentration in der Luft zu
hoch wird. Die Wasserschicht an der Seranfolie verstärkt den Treibhauseffekt, führt aber auch
dazu, dass etwas mehr Licht (also Energie) reflektiert wird.