Experimente mit Schnee

Vielleicht wohnst du an einem Ort, an dem es nur an ein paar Tagen im Winter schneit. Oder du wohnst an einem Ort, an dem der Schnee mehrere Wochen im Jahr liegen bleibt. Wo auch immer du wohnst: In der kalten Jahreszeit kann man mit Schnee viele kleine einfache Experimente machen. Ein paar möchte ich dir hier vorstellen.

• Wie sehen Schneeflocken aus?
• Was ist Streusalz und wie funktioniert es?
• Schnee auftauen
• Wie sauber ist Schnee?
• Schnee einfrieren
• Schwimmender Schnee oder der Eisberg
• Schnee wiegen - Wieviel Wasser steckt im Schnee?
• Schnee als Wärmeschutz

Wie sehen Schneeflocken aus?

Für dieses Beobachtungs-Experiment brauchst du Schneefall. Außerdem brauchst du:

• Und ein schwarzes Kleidungsstück, z.B. ein Pullover oder ein T-Shirt
• Oder ein Blatt schwarzes Kartonpapier
• Warme Kleindung
• Lupe
• Schal oder Maske um Mund und Nase zu bedecken

Wichtig ist, dass dein schwarzes Papier oder der Pullover nicht direkt aus dem warmen Zimmer nach draußen kommt. Lege oder stelle ihn etwa eine halbe Stunde nach draußen, damit er abkühlt und die Außentemperatur annimmt.

1. Bedecke deinen Mund und deine Nase, damit dein warmer Atem die Schneeflocken nicht schmelzen lässt.
2. Lege deinen dunklen Pullover oder das Papier in den fallenden Schnee.
3. Beobachte die Schneeflocken, die sich darauf sammeln.
4. Wenn du möchtest, kannst du auch eine Lupe benutzen. Achte darauf, die Schneeflocken nicht anzuhauchen, sonst schmelzen sie. Zur Sicherheit kannst du deinen Mund und deine Nase mit einem Schal bedecken.

Was ist Streusalz und wie funktioniert es?

Wenn es Glatt wird, wird gestreut. Die Gehwege streuen wir mit der Hand, wir nehmen Sand, Splitt oder Streusalz. die Straßen werden mit Streufahrzeugen gestreut. Das hast du bestimmt schon oft gesehen. Auch hier wird meistens Streusalz eingesetzt. Aber was macht das Salz mit dem Schnee oder Eis?

Für dieses Experiment brauchst du:

• Schnee
• Eine Schale
• Salz (ganz normales Kochsalz)
• Thermometer, mit dem man auch gut Minus-Temperaturen messen kann

1. Sammle Schnee und forme ihn zu einem großen lockeren Ball
2. Lege den Schneeball in eine Schale
3. Miss die Temperatur des Schnees (das Thermometer kannst du während des Experiments im Schnee stecken lassen)
4. Bestreue den Schneeball mit Salz
5. Beobachte, was passiert - miss die Temperatur mit dem Thermometer

Was du hier hast, ist eine so genannte "Kältemischung": Eis mit Wasser und Salz. Wenn sich Salz in Wasser löst, bedeutet das, dass seine Kristallstruktur aufgebrochen wird. Dafür wird Energie benötigt. Diese Energie wird der Umgebung entzogen, die Kältemischung wird kälter.

Streusalz besteht zum größten Teil aus Natriumchlorid, also Kochsalz. Es ist jedoch nicht gereinigt, kann also auch spuren anderer Salze enthalten. Daher solltest du es auf keinen Fall essen.

Auch im gefrorenen Zustand und tiefen Temperaturen ist neben Eis auch immer ein geringer Teil, eine ganz ganz dünne Schicht, flüssiges Wasser vorhanden. Diese geringe Menge reicht aus, ein wenig vom Salz zu lösen. Nach und nach schmilzt immer mehr Eis, es entstehen die typischen runden Schmelzkreise um die Salzkörner auf dem Gehweg. Salzwasser gefriert erst bei einer Temperatur von etwa -20°C, bei normalem Wasser bei 0°C. Aus dem Eis und Schnee wird also langsam Salzwasser. Sinken die Temperaturen unter -20°C wird aber auch das Salzwasser gefrieren, Salz streuen wirkt hier also nicht mehr.

Streusalz ist zwar praktisch, aber nicht gut für die Umwelt. Das Salz schadet den Pflanzen und den Pfoten unserer Haustiere. Man sollte es nur sparsam einsetzen oder auf Alternativen wie Splitt oder Sand zurückgreifen.

Schnee auftauen

Hier untersuchen wir, wie sich Schnee bei verschiedenen Bedingungen verhält. Wie schnell schmilzt er? Du kannst auch mit deinen Freunden oder deiner Familie vorher überlegen, in welcher Reihenfolge die Schneebälle schmelzen werden. Das macht auch jüngeren Kindern Spaß.

Du brauchst:

• Schnee
• 4 Schalen oder Teller
• Salz
• Heißes Wasser: Lass dir hier von einer erwachsenen Person helfen
• Kaltes Wasser

Das Experiment ist ähnlich dem oben.

1. Sammle Schnee und forme ihn zu vier gleich großen lockeren Schneebällen.
2. In jede Schale legst du einen Schneeball.
3. Einen Schneeball bestreust du mit Salz.
4. In eine Schale gibst du kaltes Wasser.
5. In eine Schale füllt eine erwachsene Person heißes Wasser.
6. Den vierten Schneeball lässt du so, wie er ist.
7. Beobachte, in welcher Reihenfolge die Schneebälle schmelzen.

Als erstes schmilzt der Schneeball in heißem Wasser, das hast du vermutlich so erwartet. Auch unser kaltes Wasser ist wärmer, als der Schnee. Dieser Schneeball schmilzt als zweites.

Der nächste Schneeball, der schmilzt ist links oben unser purer Schnee, ohne Zusatz. Knapp gefolgt von dem Schneeball oben rechts, den wir mit Kochsalz bestreut haben. Der gesalzene Schnee bildet eine "Kältemischung" (siehe Was ist Streusalz und wie funktioniert es?). Der Gefrierpunkt sinkt ab. Dieser Vorgang sorgt dafür, dass der Schmelzprozess verlangsamt wird.

Wie sauber ist Schnee?

Vielleicht gehörst du zu denen, die gerne Schnee essen. Aber hast du dich schon mal gefragt, ob der Schnee auch sauber ist? Das kannst du mit folgendem Experiment herausfinden.

Du brauchst:

• Schnee von verschiedenen Orten
• Gläser
• Weiße Kaffeefilter

1. Sammle Schnee und fülle ihn in ein Glas. Am besten sammelst du unterschiedlichen Schnee in unterschiedlichen Gläsern: Von der Wiese, vom Bürgersteig, frischer Schnee, älterer Schnee, etc.
2. Entweder lässt du den Schnee schmelzen und gießt das Schmelzwasser dann jeweils durch einen Kaffeefilter
3. Oder du gibst den Schnee jeweils in Kaffeefilter und lässt ihn dort schmelzen
4. Schau dir an, was im Filter zurückgeblieben ist.

Schnee einfrieren

Was passiert mit Schnee, wenn er längere Zeit liegen bleibt und nicht schmilzt? Und wenn man Schnee einfriert, kann man ihn dann bis zum Sommer aufheben?

Für dieses Experiment brauchst du:

• Schnee
• Gefrierdose
• Gefrierschrank

1. Forme aus Schnee einen lockeren Schneeball.
2. Stecke den Schnee in eine Gefrierdose.
3. Die Gefrierdose mit dem Schnee kommt nun in den Gefrierschrank.
4. Schau immer mal wieder nach deinem Schnee und beobachte was passiert.

Du musst nicht stündlich in den Gefrierschrank schauen. Die Veränderung des Schnees geschieht über Tage. Dein Schneeball wird immer kompakter und fester. Mit der Zeit verwandelt er sich in einen Eisball.

Schwimmender Schnee oder der Eisberg

Bestimmt weißt du, was ein Eisberg ist und hast im Fernsehen schon mal einen gesehen. Besonders spannend ist, dass ein Großteil des Eisbergs unter Wasser und somit nicht sichtbar ist. Das macht Eisberge gefährlich für die Schifffahrt. Wusstest du, dass Eisberge aus Süßwasser bestehen? Ein Eisberg entsteht, wenn ein großes Stück eines Gletschers in der Arktis oder Antarktis abbricht und aufs Meer hinaustreibt. Den Vorgang des Abbruchs vom Gletscher nennt man "kalben". Der Gletscher kalbt und es entsteht ein Eisberg.

In diesem Experiment kannst du mit Hilfe von Schnee Eigenschaften von Eisbergen im Wasser untersuchen.

Du brauchst:

• Schnee
• 2 Gläser
• Wasser
• Salz

1. Fülle zwei Gläser mit kaltem Wasser
2. In eines der Gläser gibst du etwas Salz
3. Forme zwei kleine gleich große Schneebälle, sie sollen in den Gläsern frei schwimmen können
4. Gib in jedes Glas einen Schneeball

Das Experiment kannst du auch mit einem Eiswürfel (zu jeder Jahreszeit) machen.

Was kannst du beobachten?

Die Schneebälle schwimmen im Wasser, nur ein sehr kleiner Teil schaut über der Wasseroberfläche heraus. Der Schneeball im Salzwasser sinkt sogar tiefer ein, als der Schneeball im Süßwasser. Und noch etwas kannst du beobachten: Der Schneeball im Salzwasser schmilzt viel schneller als im Süßwasser...

Sind dir die aufsteigenden Bläschen aufgefallen? Im Schnee, auch in deinem gepressten Schneeball, ist ganz viel Luft eingeschlossen. Taut der Schnee, wird die Luft wieder frei, unter Wasser wird sie als Gasblasen freigesetzt.

Warum schwimmt unser Eisberg?

Wasser hat einige faszinierende Eigenschaften. Eine davon ist, dass es seine größte Dichte bei 4°C besitzt. Die Dichte sagt etwas darüber aus, ob etwas schwimmen kann oder sinkt. Hat etwas eine geringere Dichte als Wasser, so schwimmt es, hat es eine größere Dichte, sinkt es. Wasser gefriert bei einer Temperatur von 0°C, Eis hat somit eine geringere Dichte als flüssiges Wasser: Es schwimmt.

Ungefähr 90% eines Eisbergs befinden sich unter Wasser. Der genaue Anteil ist abhängig von der Form und Dichtes des Eisbergs. Schiffe sollten also immer einen großen Abstand zu einem Eisberg halten, damit sie nicht mit ihm unter Wasser zusammenstoßen und beschädigt werden.

Was ist der Auftrieb?

Auftrieb ist ein physikalischer Effekt, bei dem etwas, das in eine Flüssigkeit getaucht wird, scheinbar leichter wird. Im Schwimmbad ist es dir damit möglich, eine viel schwerere Person im Wasser zu "heben". Den Auftrieb werden wir in einem anderen Experiment ausführlich behandeln. Wichtig ist zu wissen, dass der Auftrieb besagt, ob etwas in einer Flüssigkeit schwimmt, schwebt oder sinkt.

Warum gibt es einen Unterschied zwischen Salzwasser und Süßwasser?

Du hast beobachtet, dass der Schneeball im Salzwasser tiefer sinkt, als im Süßwasser. Der Auftrieb des Schneeballs im Süßwasser ist geringer, die Dichte von Süßwasser geringer als von Salzwasser. Dein kleiner Eisberg ist im Süßwasser also leichter, geht nicht so tief unter und schaut etwas höher hinaus.

Schnee wiegen - Wieviel Wasser steckt im Schnee?

Bei diesem Experiment wollen wir herausfinden, wieviel Wasser im Schnee steckt.

Du brauchst:

• Schüssel
• Schnee
• Messbecher
• Waage

Und so gehst du vor:

1. Füll einen Messbecher locker mit Schnee. Den Schnee nicht zusammendrücken!
2. Wiege den Messbecher mit Schnee und notiere das Gewicht
3. Lass den Schnee im Messbecher vollständig schmelzen
4. Miss das Gewicht des Schmelzwassers mit der Waage
5. Notiere den Füllstand des Messbechers
6. Was kannst du feststellen?

Wenn der Schnee geschmolzen ist, ist nur wenig Wasser übrig geblieben. Das Gewicht des Schnees ist aber das gleiche, wie das des Schmelzwassers. Je nach Art des Schnees enthält er mehr oder weniger Wasser. Bei 0°C ist der Schnee mit Wasser gesättigt. Das bedeutet, dass er bei dieser Temperatur die größte Menge an Wasser enthält.

Warum ist das so? Schnee besteht aus vielen kleinen Eiskristallen. Dazwischen befindet sich Luft. Wenn der Schnee schmilzt, bleibt nur das Wasser übrig, die Luft ist verschwunden. Schnee ist also wie ein Schwamm aus Eis.

Wenn du die Möglichkeit hast, kannst du das Experiment mit unterschiedlichem Schnee wiederholen und vergleichen. Verwende zum Beispiel:

• Frischen Pulverschnee
• Nassen pappigen Schnee
• Zu einem Schneeball zusammengedrückten Schnee

Schnee als Wärmeschutz

Warum dient Schnee Tieren und Planzen als Wärmeschutz? Er fült sich doch eiskalt an. Dieses Experiment zeigt dir, dass Schnee auch wie eine warme Decke wirken kann.

Du brauchst:

• 2 Gläser
• 2 Becher, die etwas größer als die Gläser sind (ich habe leere Joghurteimer genommen)
• Warmes Wasser ca. 50°C
• Schnee
• Thermometer
• Stoppuhr

Und so gehst du vor:

1. Füll einen der Becher locker mit Schnee, das Glas soll noch Platz haben
2. Füll beide Gläser mit 50°C warmem Wasser
3. Stell die Gläser in die Becher
4. Stell beide Becher nebeneinander
5. Miss nach 10-15 Minuten die Temperatur des Wassers in den Gläsern
6. Was kannst du beobachten?

Das Wasser im Schneegefüllten Becher bleibt länger warm. Das Wasser im Becher ohne Schnee kühlt schneller ab. Der Schnee hat unser Wasser warm gehalten!

Schnee besteht aus Eiskristallen und Luft. Der Schnee funktioniert wie eine dicke Winterjacke.

Du kannst das Experiment auch mit einer Eispackung um das Glas wiederholen. Das Eis hält die Wärme nicht so gut wie der Schnee.

Im Winter schützt eine Schneedecke Pflanzen und Tiere vor dem Erfrieren, da es unter dem Schnee wärmer ist.