Die schäumenden Perlen
Was wird vermittelt?
Wie erklärt man Kindern die Herstellung von Dämmstoffen? Und warum schützen diese so gut vor Wärme oder Kälte?
Im Experiment „Das Geheimnis der schäumenden Perlen“ lernen Kinder, wie die Dämmstoffe Styropor
und Neopor hergestellt werden – und warum sie so gut gegen Wärme schützen. Ein Haus soll
gedämmt und dafür beide Materialien verglichen werden. Die Kinder füllen Polystyrolperlen
in spezielle Kugelformen, erhitzen sie im Wasserbad und stellen so ihre eigenen Styropor-
und Neopor-Kugeln her. Ein Erklärfilm zeigt: Styropor besteht zu einem Großteil aus Luft,
die in winzigen Bläschen eingeschlossen ist – das macht es zu einem schlechten Wärmeleiter.
Neopor enthält Graphitpartikel, die Wärmestrahlung reflektieren, wodurch es bei gleicher
Dämmleistung dünner als normaler Dämmstoff verwendet werden kann. Im optionalen Expertentest
helfen die Kinder anschließend dabei, ein Haus mit einer Infrarotkamera auf Wärmelecks zu
untersuchen und richtig zu dämmen – ein spielerischer Einstieg in die Themen Wärmeschutz,
Energieeffizienz und Nachhaltigkeit.
Schritt-für-Schritt-Anleitung für den Einsatz im Unterricht
Dauer: ca 30-40 Minuten
Lernziel: Die Schülerinnen und Schüler lernen, wie Styropor und Neopor hergestellt werden und wie diese Materialien als Dämmstoffe funktionieren.
Einstieg
Die Lernenden betreten das virtuelle Labor und folgen der Einführung von Dr. Blubber. Dabei erfahren sie, warum Styropor ein guter Dämmstoff ist und was den Unterschied zu Neopor ausmacht. Ein Erklärfilm zeigt, wie Styropor und Neopor hergestellt werden.
Schritt 1: Materialien auswählen
Nun suchen die Lernenden die benötigten Materialien im virtuellen Materialschrank.- eine große Glasschüssel
- eine Heizplatte
- zwei Kugelformen
- eine Zange
Schritt 2: Kugeln vorbereiten
Die Lernenden sollen ihre eigenen Kugeln aus Styropor und Neopor herstellen. Dafür füllen sie eine Kugelform mit normalen Polystrolperlen (für Styropor), die andere mit Polystrolperlen, die Graphit enthalten (für Neopor).Schritt 3: Kugeln erwärmen
Die Lernenden füllen eine Glasschüssel mit Wasser und legen beiden die Kugelformen hinein. Danach schalten sie die Heizplatte ein, um die Kugeln zu erwärmen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Kugeln durch die Erwärmung aufquellen und Styropor bzw. Neopor entstehen.Schritt 4: Kugeln herausnehmen
Die Lernenden verwenden eine Zange, um die Kugeln aus dem heißen Wasser zu holen: Die Styropor-Kugel ist weiß, die Neopor-Kugel ist grau.Schritt 5: Unterschiede zwischen Styropor und Neopor verstehen
Ein Erklärfilm erläutert die Unterschiede zwischen Styropor und Neopor. Dabei erfahren die Lernenden, dass Styropor zu großen Teilen aus Luftblasen besteht, die beim Erwärmen im Wasserbad entstanden sind. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter, daher lässt eine Dämmplatte aus Styropor kaum Wärme durch. Neopor enthält zusätzlich Graphitpartikel, die wie winzige Spiegel einen Teil der Wärmestrahlung zurückwerfen. Beide Materialien eigenen sich sehr gut als Dämmstoffe.Schritt 6: Aufräumen
Die Lernenden entscheiden, ob sie das virtuelle Labor selbst aufräumen oder dies automatisch erledigen lassen möchten. Wenn sie sich für das selbstständige Aufräumen entscheiden, müssen sie die benutzten Materialien korrekt sortieren.Expertentest (optional)
Die Lernenden können sich im Expertentest als „Wärmeleck-Detektive“ betätigen. Mit einem Infrarotscanner suchen sie nach Stellen an einem Haus, an denen Wärme entweicht, und spüren diese Stellen (Dach, Wände, Fenster, Boden) auf. Dr. Blubber gibt jeweils erläuterndes Feedback. Die Lernenden erhalten ein Expertendiplom, wenn sie den Test vollständig bis zum Ende durchführen.
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