Woran denkst du, wenn du das Wort „groovy“ hörst? Bell-Bottom-Hose? Blumen? Was ist mit Lava-Lampen?

Lavalampen waren in den groovigen 1960er Jahren sehr beliebt! Viele Menschen haben sie heute noch zu Hause.

Die meisten Lampen erhellen einen Raum. Aber Lavalampen machen hauptsächlich nur Spaß. Sie haben farbige Wachskügelchen, die in einer transparenten Flüssigkeit herumschwimmen.

Wussten Sie schon?Edward Craven-Walker entwarf die Lavalampe. Er basierte es auf einer Eieruhr, die er in einer Kneipe sah! Die Eieruhr hatte eine Kugel aus Wachs in Wasser suspendiert. Als das Wachs schmolz, war das Ei essfertig.

Lavalampen sind auch eine „groovige“ Art, physikalische und chemische Prinzipien in Aktion zu sehen.

Was ist die kinetische Molekültheorie?

Um zu verstehen, wie Lavalampen funktionieren, muss man die kinetische Molekültheorie verstehen. Es besagt, dass alle Materie aus Molekülen besteht, die sich immer bewegen. Diese Moleküle haben kinetische Energie. Die Energiemenge hängt von der Temperatur ab. Wenn es heißer ist, haben Moleküle mehr Energie. Und wenn sie mehr Energie haben, bewegen sie sich schneller. Es gibt drei häufigste Zustände der Materie.

Die Moleküle in Festkörpern haben die geringste Energie. Das heißt, sie bewegen sich langsamer als Moleküle in Flüssigkeiten und Gasen.

Die Moleküle in Gasen haben die meiste Energie von allen. Sie bewegen sich am schnellsten.

Wie hängt die kinetische Energie mit der Dichte zusammen?

Die kinetische Molekültheorie kann Ihnen helfen, die Dichte zu verstehen. Dichte bezieht sich darauf, wie viel Materie sich in einem bestimmten Raumvolumen befindet.

Haben Sie jemals eine Münze in einen Brunnen oder einen Stein in einen Teich geworfen? Sie haben wahrscheinlich bemerkt, dass diese Objekte im Wasser versinken. Und Sie haben wahrscheinlich bemerkt, dass andere Objekte wie Zweige auf dem Wasser schwimmen. Die Objekte, die dichter als Wasser sind, sinken. Und die Objekte, die weniger dicht als Wasser sind, schwimmen.

Aber was hat das mit Lavalampen zu tun? Erinnern Sie sich an die Globuli – nennen wir sie kurz „Globs“ -, die herumschweben? Bei Raumtemperatur sind die Klumpen etwas dichter als die umgebende Flüssigkeit. Deshalb sitzen sie am Boden der Lampe. Aber wenn Sie die Lampe einschalten, erwärmen sich die Globs. Moleküle bewegen sich schneller. Die Klumpen werden weniger dicht als die umgebende Flüssigkeit. Sie steigen und beginnen zu schweben!

Wussten Sie schon?

Heißluftballons funktionieren genauso wie die Globs in der Lavalampe.

Wie wirkt sich die Fähigkeit zum Mischen auf die Funktionsweise einer Lavalampe aus?

Warum vermischen sich die Wachsklumpen in einer Lavalampe nicht mit der umgebenden Flüssigkeit?

Denken Sie an Schokoladensirup und Milch. Sie sind mischbare Flüssigkeiten. Das bedeutet, dass sie sich zu einer homogenen Mischung vermischen können. Der Schokoladensirup vermischt sich vollständig mit der Milch, um leckere Schokoladenmilch zu bilden!

Aber einige Flüssigkeiten sind nicht mischbar. Sie vermischen sich nicht miteinander. Es hängt alles von der Anziehungskraft zwischen den Molekülen in den beiden Flüssigkeiten ab.

Was passiert zum Beispiel, wenn Sie versuchen, Öl und Essig zu mischen – wie in einem Salatdressing? Die Moleküle im Essig werden mehr voneinander angezogen als von den Molekülen im Öl. Die Moleküle im Öl werden mehr voneinander angezogen als von den Molekülen im Essig. Egal wie viel sie schütteln oder rühren sie ihre dressing, sie werden nie bleiben gemischt zusammen.

Aber Schokoladensirupmoleküle werden von Milchmolekülen angezogen. Und Milchmoleküle werden von Schokoladensirupmolekülen angezogen. Deshalb bekommst du Schokoladenmilch und keine Lavalampe in einem Glas!

Jede nicht mischbare Flüssigkeit wird als Phase bezeichnet. Eine Mischung mit zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten wird als zweiphasige Mischung bezeichnet. Ein Gemisch mit mehr als zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten wird als Mehrphasengemisch bezeichnet.

Wenn Sie die Globs in einer Lavalampe herumschwimmen sehen, sehen Sie eine zweiphasige Mischung!

Wussten Sie schon?

Die Globs in einer Lavalampe bestehen aus Paraffinwachs. Das ist die gleiche Art von Wachs, die in vielen Kerzen und Buntstiften verwendet wird!

Warum bewegen sich die Globs in einer Lavalampe?

Eines der interessantesten Merkmale einer Lavalampe ist die Art und Weise, wie die Globs herumschweben. Aber warum passiert das? Sie wissen, dass die Klumpen weniger dicht sind als die umgebende Flüssigkeit. Und Sie wissen, dass die Klumpen und die Flüssigkeit nicht mischbar sind. Warum steigen die Globs nicht einfach an die Spitze der Lampe und bleiben dort?

Nun, Lavalampen sind so konstruiert, dass die Temperatur oben etwas kühler ist als unten. Und was passiert mit Molekülen, wenn sie abkühlen? Das stimmt! Sie verlieren Energie und rücken näher zusammen. Wenn also ein Globus die Spitze der Lavalampe erreicht, zieht er sich zusammen. Es wird dichter als die umgebende Flüssigkeit und beginnt zu sinken. Wenn es den Boden erreicht, wiederholt sich der gesamte Zyklus!

Eine Lavalampe ist ein Beispiel für einen Konvektionsstrom. Konvektionsströme bewirken, dass Flüssigkeiten und Gase aufgrund von Änderungen ihrer Dichte steigen und fallen. Überall um dich herum gibt es Konvektionsströme, sogar in der Erdkruste!

Möchten Sie ein Lavalampenexperiment ausprobieren?

Sie können Ihre eigene Lavalampe in Ihrem Klassenzimmer oder zu Hause bauen! Hier ist, was Sie brauchen:

• Ein transparenter Behälter, wie eine leere Wasser- oder Sodaflasche

• Wasser

• Pflanzenöl

• Lebensmittelfarbe

• Eine Brausetablette (wie Alka-Seltzer®)

• Eine Taschenlampe (optional)

Wie man eine Lavalampe herstellt:

1. Füllen Sie ein Viertel der Flasche mit Wasser

2. Fügen Sie Lebensmittelfarbe hinzu

3. Füllen Sie den Rest der Flasche mit Pflanzenöl

4. Fügen Sie eine halbe Brausetablette hinzu

5. Optional: Wenn Sie eine Taschenlampe haben, gehen Sie in einen dunklen Raum, schalten Sie die Taschenlampe ein und beobachten Sie Ihre groovige neue Lampe im Dunkeln!