• Lerntheke: Sonne, Wetter, Jahreszeiten
  • 45minuten
  • 07.11.2022
  • Geographie, Gesellschaftskunde, Sozialkunde, Wirtschaft, Wirtschaft-Politik
  • 6
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Station 1: Der Luftdruck

Finde mithilfe eines Experiments heraus, welches Wort in die Lücke passt:

Kalte Luft braucht weniger (mehr/weniger) Platz als warme Luft.

Experiment:

Material:

o eine leere Plastikflasche (1/3 Liter genügt)

o einen Luftballon

o zwei Bechergläser

o heißes Wasser (aus Wasserhahn), kaltes Wasser (Eiswasser)

Platz für deine Zeichnung:

1
Stelle zuerst die leere Flasche in das Gefrierfach. Da muss die Flasche für ca. eine halbe Stunde bleiben. Dann nimm die Flasche heraus und ziehe den Luftballon über die Öffnung der Flasche.

Beschreibe deine Beobachtung und zeichne die Flasche mit dem Luftballon.

Platz für deine Zeichnung:

2
Stelle die Flasche nun in ein Gefäß mit heißem Wasser (aus heißem Wasserhahn, ca. 60 °C reicht aus). Der Luftballon verbleibt an der Öffnung der Flasche.

Beschreibe deine Beobachtung und zeichne die Flasche mit dem Luftballon.

Der Ballon bläht sich auf. Die warme Luft steigt nach oben und dehnt sich aus.

Platz für deine Zeichnung:

3
Stelle anschließend die Flasche in ein Gefäß mit kaltem Wasser (besser noch: Eiswasser).

Beschreibe deine Beobachtung und zeichne die Flasche mit dem Luftballon.

Der Ballon fällt in sich zusammen. Die kalte Luft sinkt nach unten.

Fertig? Dann vervollständige nun den Satz am Anfang des Arbeitsblatts.
Luftdruck



Aufgrund der Schwerkraft auf der Erde und der Gewichtskraft der Luft ist unser Planet von einer Lufthülle umgeben. Wie bei einem Stein, den man hochwirft und der zurück auf den Boden fällt, sorgt

die Anziehungskraft dafür, dass kleinste Gasteilchen, die sich von der Erde wegbewegen, wieder zurückkehren und nicht im All verschwinden. An der Erdoberfläche ist der Luftdruck am stärksten. Steigt man höher, nimmt er ab. Dann wird die Luft dünner. Deshalb benötigt man beim Besteigen hoher Berge (ab etwa 5000 m) Sauerstoffgeräte. Denn durch die Abnahme des Luftdrucks in großer Höhe befinden sich in der eingeatmeten Luft zu wenig Sauerstoffteilchen.

Mount Everest (Asien), mit ca. 8800 Metern der höchste Berg der Erde

Hoch- und Tiefdruckgebiete

Fülle den folgenden Lückentext aus. Nutze dabei deine Ergebnisse aus dem Versuch.

Die Luft über einem Gebiet ist nicht überall gleich warm. Nun ist warme Luft aber leichter als kalte Luft. Sie steigt deshalb auf, wenn sie von kälterer Luft umgeben ist. Daher übt warme Luft einen etwas niedrigeren Druck aus. So entsteht ein Tiefdruckgebiet, das man auch einfach Tief nennt. Umgekehrt ist ein Bereich mit hohem Luftdruck ein Hochdruckgebiet oder kurz ein Hoch.

Tiefdruckgebiet auf einer Satellitenkarte

Station 2: Die Entstehung von Wind

Die Luft, die die Erde umhüllt, bestimmt das Wetter. Durch unterschiedliche Erwärmung wird sie in Bewegung versetzt. Durch Temperaturunterschiede bewegt sich Luft von unten nach oben und von oben nach unten.

Experiment: Die Bewegung der Luft

Material:

o großes Becherglas

o Pappe

o Kerze

o Alufolie

o Feder

o Eiswürfel

1
Schneide die Pappe (etwas breiter als das Becherglas) zu.
2
Stelle sie anschließend in das Glas. Achte darauf, dass sie etwa 1cm Abstand zum Boden des Glases hat.
3
Zünde die Kerze an. Stelle sie auf dem Boden des Glases.
4
Lege einen Eiswürfel auf die gegenüberliegende Seite der Kerze.
5
Die Alufolie muss fest (luftdicht) um die Becherglasöffnung gelegt werden. Steche in beide Seiten (über die Kerze und über den Eiswürfel) ein kleines Loch, damit Sauerstoff in den Becher gelangen kann.
6
Die Daunenfeder kann abwechselnd gut an beide Löcher zum Testen gehalten werden.

Aufgaben

Beobachte die Luftbewegungen, die durch Temperaturunterschiede entstehen, anhand der Daunenfeder. Was fällt dir auf? Trage in die Skizze des Aufbaus (s. oben) mit Pfeilen die Luftströmung ein.
Lösung
Auf der Seite der Kerze wird die Feder nach oben getrieben, auf der Seite des Eiswürfels entsteht ein leichter Sog.
Erkläre deine Beobachtungen.
Lösung
Auf der Seite der Kerze wird die Luft erwärmt, sie braucht mehr Platz als kalte Luft. Deshalb steigt sie auf. Der Rauch der Räucherkerze wird auf der kälteren Seite hineingeblasen und wegen des entstandenen Unterdrucks auf der Seite der Kerze wie von einer Art Sog angezogen.
Kombiniere! Führe dein Wissen aus den Stationen 1 und 2 zusammen:

Fülle mithilfe der Skizze zur Windentstehung und deinen Ergebnissen aus Station 1 und 2 den folgenden Lückentext aus.

Darstellung: Nordhalbkugel

Wind entsteht aus dem Zusammenspiel von Hoch- und Tiefdruckgebieten.

In einem Tiefdruckgebiet ist die Luft wärmer und steigt daher nach oben.

Es entsteht etwas, was du dir wie ein Luftloch vorstellen kannst. In den benachbarten Hochdruckgebieten ist die Luft kälter und deswegen näher am Erdboden. Die Luft in dem Hochdruckgebiet strömt nun in das Luftloch, um es zu füllen. Diesen Strom nennen wir Wind.

Station 3: Wie eine Wolke entsteht ...

Experiment: Verdunstung

Material:

o eine Petrischale

o ein Marmeladenglas mit einem Deckel

o Papiertücher oder Lappen

o Wasser

o einen Heizkörper

1
Fülle den Deckel des Marmeladenglases mit Wasser.
2
Säubere und trockne das Glas sorgfältig.
3
Schraube dann das Glas auf den Deckel (nicht umgekehrt!) und stelle das Glas eine halbe Stunde auf die Heizung. Was beobachtest du oben am Boden des Glases?
Beobachtung:
Lösung
Das Glas beschlägt, evtl. (am Boden (oben) bilden sich kleine Wassertropfen).
Cumuluswolke
Erklärung:
Lösung
Das kalte Wasser im Deckel wird erwärmt, dabei wird es gasförmig und steigt nach oben. evtl. [Am Rand des Glases setzen sich die gasförmigen Wasserteilchen wieder ab und kondensieren, das heißt sie werden wieder flüssig.
Cirrus-Wolke

Experiment: Kondensation

Wenn Luft abkühlt, bewirkt dies, dass der Wasserdampf in ihr kondensiert. Kommt warme, feuchte Luft in Kontakt mit einer kalten Oberfläche, wird die Luft abgekühlt. Du kannst in einem Versuch Wasserdampf durch Abkühlen kondensieren lassen, sodass eine „Wolke“ entsteht.

Material:

o warmes Wasser

o Glas

o Eis

o eine Metallschale

1
Gib das Eis in die Metallschale und warte, bis die Schale richtig kalt ist.
2
Gib warmes (nicht heißes) Wasser in das Glas bis zu einer Höhe von ca. 2,5 cm.
3
Stelle die Metallschale oben auf das Glas.
Beobachtung:
Lösung
Das Glas beschlägt, am Boden der Metallschale bilden sich Wassertropfen, die bei einer bestimmten Größe wieder zu Boden fallen.
Erklärung:
Lösung
Das warme Wasser im Glas verdunstet, dabei wird es gasförmig, die gasförmigen Wasserteilchen setzen sich an der kalten Metallschale ab, sie kondensieren/ werden wieder flüssig und es entsteht eine Wolke.

Station 4: Wasserkreislauf

Wo kommt das Wasser her, wo geht es hin?

Du brauchst:

... dein Lehrbuch, ergänzend kannst du auch eine Internetrecherche zum Thema Wasserkreislauf durchführen.

Aufgaben

Ergänze die Skizze zum Wasserkreislauf.

Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche.

Wolken enthalten viele, winzige Wasserteilchen.

Der Wasserdampf beginnt zu kondensieren.

Wolken werden immer größer, bis sie das Gewicht nicht mehr halten können und abregnen.

Je höher die Luft steigt,

desto kälter wird sie.

Warme, feuchte Luft steigt auf.

Wasser verdunstet und wird gasförmig.



Warum ist denn nun während eines Hochdruckgebiets das Wetter schön und es regnet, während ein Tief vorbeizieht???

Fülle den folgenden Lückentext aus:

Wenn in den Hochdruckgebieten die Luftmassen nun nach unten fallen, erwärmen sie sich, da die Temperatur zunimmt, wenn man näher an den Erdboden kommt. Wolken lösen sich auf, da die Wasserteilchen verdunsten und der Himmel ist blau.



Im Tiefdruckgebiet steigt feuchtwarme Luft auf, je weiter man sich vom Erdboden wegbewegt, desto kälter wird es. Die Luftmassen kühlen also ab. Dadurch bilden sich Wolken und es kann regnen.

Tipp: Nutze die folgenden Begriffe, um die Lücken zu füllen.



verdunsten

erwärmen

kühlen also ab

zunimmt

kälter

x