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Experimente

Experimente mit Feuer

Kinder entdecken Eigenschaften des Feuers

Johannes Rech

Kinder, die mit verschiedenen Versuchen die Eigenschaften des Feuers erleben, lernen verantwortungsbewusst damit umzugehen.

Das Spiel mit dem Feuer lieben viele Kinder. Zündeln, kokeln, zum Brennen bringen – gerade das Unkon­trollierbare und Gefährliche, auch das Verbotene daran macht für manche Kinder den Reiz aus. Andere fürchten sich eher vor Hitze und vernichtender Kraft der Flammen. Den Umgang mit Feuer zu verbieten und davor Angst zu machen ist darum kein guter Weg, Kinder vor den Gefahren des Feuers zu schützen.

Lernen dagegen Kinder in der Kita den verantwortungsbewussten Umgang mit Feuer, werden sie durch Experimente mit seinen Eigenschaften vertraut, können sie geschützt seine Faszination erleben und sind gewappnet gegen mögliche Brandgefährdungen.

Safety first!

Bevor in der Kita mit Feuer-Experimenten begonnen wird, sollten Erzieherin und Kinder gemeinsam da­rüber nachdenken, wie denn Feuer gelöscht werden kann. „Mit Wasser natürlich!“, werden die Kinder sagen. Doch das ist nicht immer richtig. Wenn zum Beispiel Öl in der Pfanne zu brennen beginnt, wäre es völlig falsch, mit Wasser löschen zu wollen, weil das Wasser schlagartig verdampft und dadurch ein riesiges Volumen einnimmt. In einem solchen Fall ist es besser, eine alte Decke zum Löschen zu benutzen.

Bei den Experimenten mit Kindern sollten „brenzlige“ Situationen natürlich gar nicht erst entstehen. Dennoch sollten die Kinder alle Sicherheitsvorkehrungen kennen und einhalten und wissen, was zu tun ist, wenn eine Flamme außer Kontrolle gerät – wenn zum Beispiel das Wachs im Teelicht anfängt zu brennen. Denn das kann schon mal passieren, wenn Streichhölzer in das flüssige Wachs geraten und dann wie zusätzliche Dochte wirken, die das Ganze sehr stark aufheizen können.

In diesem Fall einfach ein Glas darüberstülpen oder mit einem groben Tuch löschen.

Außerdem gilt:

  • Immer auf einer feuerfesten Unterlage experimentieren.
  • Nur in Gegenwart eines Erwachsenen experimentieren.
  • Lange Haare mit einem Haargummi zusammenbinden.
  • Nur Piezo-Feuerzeuge benutzen (das sind Feuerzeuge, die auf „Knopfdruck“ mit Piezoelektrizität eine Flamme entzünden, ohne dass man ein Rädchen über einen Reibestein drehen muss).

Experiment 1: Was braucht die Kerze zum Brennen?

Einen Brennstoff, einen Docht und zugeführte Energie – das braucht die Kerze zum Brennen

Diese Frage lässt sich nur auf den ersten Blick einfach beantworten. Wenn man es systematisch angehen möchte, zerlegt man ein Teelicht erst einmal in seine einzelnen Bestandteile. Da gibt es ein Aluschälchen, einen Docht, der auf einem Metallplättchen steht, und ein kreisförmiges Stück Wachs. Doch all dies allein brennt natürlich noch nicht, sondern man muss noch Energie hinzugeben.

Um herauszufinden, welche Bestandteile der Kerze zum Brennen notwendig sind, wird in beliebiger Reihenfolge immer eine Komponente weggelassen. Brennt das Teelicht ohne die Aluschale? Ja! Also ist die Schale für das Brennen nicht unbedingt erforderlich. Wie sieht es mit dem Wachs aus? Kann man dies weglassen und brennt der Docht alleine? Wenn man die Kinder hierzu befragt, bekommt man unterschiedliche Antworten: „Klar, das funktioniert“ oder „Quatsch – ohne Wachs, da klappt das nicht!“ Beim Ausprobieren findet man heraus, dass beide Recht haben.

Anfangs brennt der Docht, aber schon nach kurzer Zeit verlischt die Flamme. Das heißt: Für das dauerhafte Brennen ist Wachs erforderlich. Und wie sieht es mit dem Docht aus? Brennt das Wachs auch ohne Docht? Hier liegen die Antworten von Kindern wie auch von Erwachsenen häufig daneben. Wenn man das Feuerzeug an das Wachs hält, schmilzt dieses zwar, aber es brennt nicht. Also brennt die Kerze nur, wenn wir eine Kombination aus Wachs und Docht und Energie in Form der Flamme des Feuerzeugs haben.

Experiment 2: Was brennt denn nun an der Kerze?

Aha: Es ist der Qualm (gasförmiges Wachs nämlich), der brennt!

Das Wachs alleine brennt nicht. Und der Docht alleine brennt schnell ab. Wenn beide zusammen benutzt werden, brennt das Teelicht stundenlang. Wie kann das sein? Zum Verständnis dienen zwei einfache Versuche:

Wenn man die Kerze auspustet, steigt ein weißer „Qualm“ auf. Hält man an diesen Qualm die Flamme des Feuerzeuges, so springt die Flamme über, obwohl die Feuerzeugflamme den Docht nicht berührt. Das geht sogar aus einigen Zentimetern Entfernung. Sollte es etwa der weiße Qualm sein, der bei der Kerze brennt?

Der zweite Versuch verdeutlicht dies. Wenn man ein dünnes Metallröhrchen (maximale Länge ca. 10 cm) schräg in die Flamme des Teelichtes hält, steigt auch aus diesem der weiße Qualm auf. Auch er lässt sich entzünden, sodass man zwei Flammen hat. Weil das Röhrchen schnell heiß wird, sollte man es mit einer Zange oder einer Wäscheklammer festhalten. Wichtig ist auch, dass das Röhrchen über den Docht gehalten wird.

Die Erklärung ist einfach: Der weiße Qualm ist gasförmiges Wachs. Und diese Gase sind das, was eigentlich brennt. Das Wachs muss also nicht schmelzen, sondern verdampfen (gasförmig werden), damit die Kerze brennt.

Experiment 3: Unterschiedliche Brennstoffe ausprobieren

Orangensaft, Cola, Milch, Spüli, Salatöl … – welche Flüssigkeiten lassen den Docht brennen, welche nicht?

Wenn Wachs ein guter Brennstoff ist, gibt es denn vielleicht auch noch andere? Hierzu wird das Aluschälchen nacheinander mit allen Flüssigkeiten gefüllt, die der Kindergarten hergibt: Milch, Honig, Spüli … In die Mitte kommt der Docht und wird entzündet. Bei Milch brennt die Kerze nicht weiter. Bei Salatöl ist die Flamme zwar kleiner, aber es klappt. Selbstverständlich sollten hierbei leicht entflammbare Flüssigkeiten wie Spiritus nicht verwendet werden.

Experiment 4: Ohne Luft kein Feuer

Wie von Zauberhand erlischt die Flamme, und der Wasserpegel samt Kerze steigt im Glas.

Ein weiteres unerlässliches Gas bei der Verbrennung ist Sauerstoff. Die Luft besteht zwar zu etwa 21 % aus Sauerstoff, aber leider kann man ihn nicht sehen oder ihn selbst sichtbar machen. Man kann jedoch seine Abwesenheit gut darstellen, indem man ein Glas über ein brennendes Teelicht stülpt. Der Sauerstoff unter dem Glas wird verbraucht und die Flamme verlischt.

Noch viel eindrucksvoller und auch anschaulicher lässt sich dies mit einem anderen Experiment zeigen. Hierzu wird ein tiefer Teller oder ein Schälchen mit Wasser gefüllt. Auf die Wasseroberfläche stellt man das brennende Teelicht. Nun wird ein hohes, schmales Glas (Kölsch-Glas) darüber gestülpt. Die Flamme geht ebenfalls aus. Jedoch passiert etwas Unvorhergesehenes: Die Kerze steigt im Glas auf dem Wasser nach oben. Es wurde also Wasser in das Glas hineingesaugt. Was ist hier geschehen? Auch hier verbraucht die Flamme den Sauerstoff. Das Volumen, das vorher vom Sauerstoff eingenommen wurde, wird durch das nachströmende Wasser aufgefüllt. Hier kann man also sehen, dass der Sauerstoff „verbraucht“ wurde. (Diese Erklärung ist zwar nicht ganz korrekt, denn der Sauerstoff verschwindet ja nicht, er löst sich auch nicht in Nichts auf, sondern er geht andere Verbindungen ein. Außerdem ist der thermodynamische Effekt, dass sich die Luft beim Verlöschen der Kerze abkühlt und dadurch weniger Raum beansprucht, viel wichtiger für das Ansteigen des Wassers als die Reaktionen des Sauerstoffs. Dennoch zeigt der Versuch sehr schön, dass Feuer Sauerstoff braucht.)

Experiment 5: Mini-Tischfeuerwerk (für drinnen)

Mandarinenschale neben einem Teelicht zusammendrücken - schon funkt und blitzt es

Bleiben wir bei den Gasen. Man kann auch sein eigenes kleines Mini-Tischfeuerwerk veranstalten. Hierzu braucht man nur ein brennendes Teelicht und die Schale einer Zitrusfrucht (Orange, Zitrone, Mandarine). Wenn man die Schale zwischen Daumen und Zeigefinger nimmt und fest zudrückt, spritzen ätherische Öle aus der Schale heraus. Diese sind ebenfalls gut brennbar. Wiederholt man das Zusammendrücken in der Nähe der Kerzenflamme, funkt und blitzt es. Für ein Silvesterfeuerwerk reicht es nicht, wohl aber für den Kindergarten oder das Wohnzimmer. Kleiner Tipp: klappt am besten im abgedunkelten Raum mit frischen Früchten.

Experiment 6: Mit dem Feuer Bilder malen (für draußen)

Bei intensiver Sonnenstrahlung können Kinder mit Lupe oder Brennglas kleine Bilder auf Holzbrettchen „kokeln“. Achtung: Dabei immer Sonnenbrille tragen!

Um ein Feuer zu entzünden, kann man ein Feuerzeug oder ein Streichholz benutzen. Wenn man sehr geschickt ist, klappt es auch mit Feuerstein und Zunderschwamm. Eine einfache Methode, die auch schon Kinder im Kindergarten anwenden können, ist das „Kokeln“. Damit ist das Entzünden mit einem Brennglas oder einer Lupe gemeint. Im Sommer, wenn die Sonne intensiv scheint, ist das überhaupt kein Problem. Man hält die Lupe so in die Sonne, dass die Strahlen in möglichst einem Punkt gebündelt werden. In diesem Punkt werden sehr hohe Temperaturen erreicht, die es ermöglichen, zum Beispiel ein Papiertaschentuch zum Brennen zu bringen. Wesentlich ungefährlicher ist aber die Variante, die Sonnenstrahlen auf ein kleines Brettchen (5 bis 10 cm Kantenlänge) zu lenken. Das Brettchen beginnt zwar zu kokeln, das heißt die obere Holzschicht brennt und es gibt einen schwarzen Brandfleck, aber anders als beim Papier brennt nicht das ganze Brettchen ab.

Wenn man nun den Brennpunkt auf dem Brettchen langsam bewegt, kann man damit (je nach Geduld der Kinder und Intensität der Sonne) richtige Bilder malen. Zumindest einfache Formen wie Sterne oder Kreise oder der Anfangsbuchstaben des Vornamens sind möglich.

Da die Kinder die ganze Zeit auf den sehr hellen Brennpunkt schauen müssen, sollte der Versuch immer mit Sonnenbrillen durchgeführt werden. Am besten geht es mit leichtem, hellem Balsaholz, das in jedem Baumarkt erhältlich ist.

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