Versuch 108: Tanzender Stickstoff - Einleitung

Dewar-Gefäß, ein isolierender Zylinder, klingt auf den ersten Blick sehr fachlich. Dabei ist solch ein Gefäß in mindestens jedem zweiten Haushalt zu finden. Im Alltag sagen wir zu unseren Dewar-Gefäßen allerdings Thermoskanne.

„Schatz hast du auch das Dewar-Gefäß mitgenommen?“ klingt ja auch ziemlich seltsam beim sonntäglichen Familienpicknick. Dewar-Gefäße dienen der thermischen Dämmung. Sie sind benannt nach Sir James Dewar, einem schottischen Physiker.

Generell schützt man den heißen Tee oder Kaffee vor der kälteren Umgebung. Rückwärts funktioniert das Prinzip allerdings auch. Mann kann in der Thermoskanne auch kalte Flüssigkeiten vor der wärmeren Umgebung schützen. In unseren Experimenten mit flüssigem Stickstoff verwenden wir ein solches Gefäß, um den kalten flüssigen Stickstoff vor der wärmeren Umgebung zu bewahren.

Das Gefäß ist mit einem wärmereflektierenden Material beschichtet (verspiegelt), unter dem sich ein luftleerer Raum befindet. Der Abtransport von Wärme aus dem Gefäß oder in das Gefäß wird dadurch erschwert. Der luftleere Raum leitet Wärme sehr schlecht und Wärmestrahlen werden von der Metallschicht des Gefäßes reflektiert.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Schutzhandschuhe tragen! In den Abfall geben. In den Ausguss geben.

Chemikalien

  • Flüssiger Stickstoff

Materialien

  • Fön
  • Stativ
  • Metallschale
  • Dewar-Gefäß

Durchführung

Man füllt eine Metallschale mit heißen Wasser und füllt ein Dewar-Gefäß mit flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff. An einem Stativ wird ein Fön auf die Schale ausgerichtet.

In die Metallschale gießt man nun etwas flüssigen Stickstoff und schaltet den Fön an. Alternativ kann man, sollte kein Fön vorhanden sein, auch einfach auf die Schale pusten.

Entsorgung

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Ergebnisse

Weißer Nebel steigt nach Zugabe des Stickstoffs auf. Der Fön bläst diesen Dampf zur Seite und ein auf dem Wasser schwimmender Tropfen wird sichtbar. Der Tropfen wird langsam kleiner. Grundlage dieses Vorganges ist das so genannte Leidenfrost-Phänomen, dass wir in einem anderen Experiment ausführlich beschrieben haben.

Der Stickstoff verdampft auf dem heißen Wasser. Die entstehenden Gase tragen den Tropfen über die Wasseroberfläche. Der weiße Nebel besteht aus feinem Eis, das aus sich aus dem Wasserdampf über dem Wasser bildet.

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Hinweise

Bei Versuchen mit flüssiger Luft oder flüssigem Stickstoff muss der Raum stets gut belüftet werden, weil bei andauernder Demonstration große Mengen an Stickstoff frei werden! Grundlegende Vorkehrungen, wie das Tragen von Schutzhandschuhen und Schutzbrille sind bei den tiefen Temperaturen unabdingbar.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

Bild zu Versuch: Tanzender Stickstoff

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NEU

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