4.2 Experimente zur Oberflächenspannung des Wassers
4.2.1 Der Wasserberg
Materialien
Ein Glas, Wasser, ein Tablett mit Rand, eine Tropfpipette.
Durchführung
Das Glas wird knapp bis zum Rand mit Wasser gefüllt. Nun tropft man mit der Tropfpipette
immer mehr Wasser hinein.
Beobachtung
Das Wasser wölbt sich deutlich nach oben und bildet einen Wasserberg.
4.2.2 Was macht der Wassertropfen?
Materialien
Kunststoffdeckel, gewebte Stoffe aus Baumwolle, Marmeladenglas, Gummiband, Wasser,
Tropfpipette.
Durchführung
Der Stoff wird über die Öffnung des Marmeladenglases gespannt und mit einem Gummiband
befestigt. Mit der Tropfpipette wird nun ein Tropfen Wasser auf den Kunststoffdeckel und
ein Tropfen auf den Stoff gegeben.
Beobachtung
Das Wasser perlt ab und bleibt als nahezu kugelförmiger Tropfen auf dem Deckel und
dem Soff liegen.
4.2.3 Sachinformation zur Oberflächenspannung des Wassers
Eine wichtige Eigenschaft des Wassers ist seine Oberflächenspannung. Die Oberflächenspannung
liegt in der Anziehungskraft zwischen den Wassermolekülen. Im Inneren der Flüssigkeit besteht
zwischen den Wassermolekülen eine gleichmäßige Anziehung in alle Richtungen, doch an der
Wasseroberfläche erfahren die Moleküle eine einseitige Anziehung, die in das Innere der
Flüssigkeit gerichtet ist. Durch den Zug nach innen versucht das Wasser die Oberfläche
so klein wie möglich zuhalten, woraus sich die kugelförmige Gestalt von Wassertropfen und,
bei einem übervollen Wasserglas, die Entstehung des "Wasserbergs" erklären lässt.
Doch nicht nur an der Wasseroberfläche sondern auch an den Grenzflächen zwischen Wasser
und einem anderen Medium (Stoffgewebe, Glasscheibe, Kunststoff etc.) existiert eine solche
Spannung, die Grenzflächenspannung. Das hat zur Folge, dass Wasser abperlt, wenn es in ein
Material nicht eindringen kann.