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Experiment mit der Sprengkugel

Mit diesem Experiment wollen wir veranschaulichen, welche Kräfte beim Gefrieren von Wasser auftreten.

Juli 2021

 

Das Material: 

- Stahl-Hohlkugel (Sprengkugel) m=391,1 g Wandstärke 5mm; Durchmesser= 59mm; Volumen= 61,6 cm³

- Schraubverschluss für die Kugel m= 100,6 g; Durchmesser= 20mm 

- 300g Kochsalz 

- 900g zerkleinertes Eis 

- 1 altes Becherglas

- Hammer zum Zerkleinern des Eises 

- Handtuch zum Aufbewahren des Eises

 

  

Wasser ist ein besondere Stoff, da die Dichte bei 4°C am höchsten ist und wenn das Wasser gefriert sinkt die Dichte und somit erhöht sich das Volumen um 10% (siehe linke Abbildung).  Quellen: [1]

 

 Das Explosionsvideo Hier Klicken!

Aufbau des Experimentes

Aufbau des Experimentes

Materialien für die Kältemischung werden abgewogen: Eis und Salz

Materialien für die Kältemischung werden abgewogen: Eis und Salz

Einstellen der Frontkamera

Einstellen der Frontkamera

Der abgeschlossene Aufbau mit Sicherheitsvorkehrungen inklusive PVC-Platten und Strahlern

Der abgeschlossene Aufbau mit Sicherheitsvorkehrungen inklusive PVC-Platten und Strahlern

Seitenansicht des Aufbaus

Seitenansicht des Aufbaus

Offene Ansicht des Aufbaus

Offene Ansicht des Aufbaus

Die Zerkleinerung des Eises mit dem Hammer in einem Handtuch eingewickelt

Die Zerkleinerung des Eises mit dem Hammer in einem Handtuch eingewickelt

Wir füllen das Wasser mit einer Temperatur von 9,8°C in die Sprengkugel

Wir füllen das Wasser mit einer Temperatur von 9,8°C in die Sprengkugel

Wir stellen die Kältemischung von Eis und Salz her

Wir stellen die Kältemischung von Eis und Salz her

Während der Wartezeit von 17 Minuten bis zur Explosion wird mit 2 Smartphonekameras (vorne und oben) gefilmt.

Während der Wartezeit von 17 Minuten bis zur Explosion wird mit 2 Smartphonekameras (vorne und oben) gefilmt.

Die Verwüstung nach der Explosion von der Sprengkugel

Die Verwüstung nach der Explosion von der Sprengkugel

Die Vogelansicht der Verwüstung

Die Vogelansicht der Verwüstung

Die zerstörte Kugel nach der Explosion

Die zerstörte Kugel nach der Explosion

Rechts die zerstörte Sprengkugel nach der Explosion. Links eine weitere, noch intakte Sprengkugel zum Vergleich.

Rechts die zerstörte Sprengkugel nach der Explosion. Links eine weitere, noch intakte Sprengkugel zum Vergleich.