Schulprojekt Eis: Experiment mit Aquarium
Ein Beitrag von Tobias Heyse, Insa Wartberg und Tizian Hauser
In unserem letzten Beitrag haben wir ja bereits von uns erzählt und wie unsere Leitfragen aussehen. Hier möchten wir euch mehr zu unserem Versuchsaufbau erzählen.
Der Aufbau des Analogmodells in wenigen Schritten zusammengefasst
Für unsere Deformationsexperimente brauchten wir eine durchsichtige Kiste, damit man die Faltenbildung während des Experiments beobachten kann. Deshalb bot sich ein Aquarium an, das wir aber noch ein bisschen modifizieren mussten. Die kurzen Seiten des Aquariums haben wir durch zwei hölzerne Einfassungen ersetzt. Dann werden zwei Bretter zurechtgesägt, die perfekt in die Rahmen passen, mit denen können wir später unser Analogmaterial zusammendrücken.
Für die Experimente mit dem präparierten Aquarium brauchten wir noch ein Material, um Eis möglichst naturgetreu nachstellen zu können. Unsere Wahl fiel hierbei auf sogenannten “kinetischen Sand”, den man aus diversen Onlinevideos kennt. Inzwischen ist jeder mal darüber gestolpert. Dafür braucht man nur drei Zutaten: Quarzsand, Speisestärke und Wasser. Diese werden im Volumenverhältnis viermal Quarzsand, zweimal Speisestärke und einmal Wasser in ein Gefäß gegeben und vermischt.
Um in den späteren Versuchen die einzelnen Schichten unterscheiden zu können, haben wir den kinetischen Sand eingefärbt. Die Anisotropie von Eis kann man damit auch modellieren, wenn man Schichten mit Papierschnipseln ins Material einarbeitet.
Anleitung für den „kinetischen Sand“ zum Nachmachen
Schritt 1:
Als Erstes werden vier Becher Quarzsand in einen Eimer gefüllt. Quarzsand ist sehr fein und kann Lungenirretationen hervorrufen und den Arbeitsplatz für eine lange Zeit kontaminieren. Achtet auf Sicherheit und Sauberkeit!
Schritt 2:
Dann werden als nächstes vorsichtig zwei Becher Speisestärke unter den Quarzsand gerührt. Speisestärke ist extrem pudrig, klebrig und macht Flecken. Auch diese kann bei gesundheitlichen Vorerkrankungen der Lunge ungewollte Effekte bei Inhalation auslösen. Achtet auf Sicherheit und Sauberkeit!
Schritt 3:
Als Letztes wird ein Becher Wasser zu den anderen beiden Zutaten gegeben. Dann wird alles mit der Hand vermengt, bis das Wasser komplett in der Masse verteilt ist. Wir empfehlen das Tragen von Einweghandschuhen, Schutzbrille und Atemmaske, da bereits wenig Bewegung ausreicht um feine Partikel von Sand und Stärke in die Luft zu wirbeln.
Schritt 4:
Zur Kontrolle wird ein Ball geformt und in zwei Hälften geschnitten. Wenn der kinetische Sand zerbröselt, muss noch ein wenig Wasser hinzugegeben werden. Falls er zerfließt, ist zu viel Wasser vorhanden und es muss Speisestärke und Quarzsand (2 : 1) hinzugefügt werden. Im Idealfall sollte dies aber nicht vorkommen und das Ergebnis genauso wie auf dem Bild aussehen, sich höchstens klamm anfühlen und nur sehr, sehr langsam zerfließen.
Damit wir bei unserem Experiment die Verformung verschiedener Schichten verfolgen können, haben wir die Masse mit verschiedenen Farben eingefärbt. Alles bereit, im nächsten Beitrag gibt es die Durchführung und unsere Ergebnisse.
