Experiment 21: Was ist Oberflächenspannung? 1

Was brauche ich?

• Einen tiefen Teller,
• ein Glas Wasser und
• eine handvoll Münzen.

Wie lange dauert es?

Weniger als 5 Minuten.
 

Wie funktioniert es?

Stelle das Glas in den tiefen Teller und fülle es soweit Du kannst mit Wasser, ohne dass es überläuft. Wackel nicht am Tisch, damit nichts überschwappt. Nun fange an, die Münzen (immer eine nach der anderen) in das Glas fallen zu lassen. Achte dabei darauf, möglichst wenig Wellen zu machen.

Wenn Du denkst, das Glas ist voll, sieh es Dir genau an! Wenn Du nichts besonderes entdecken kannst, lass noch eine Münze hinein fallen und schau erneut. Wiederhole das, bis Du siehst, dass das Wasser (statt über zu laufen) einen Berg bildet, der den Rand des Glases überragt.

Das klappt natürlich nur, wenn die Münzen sanft genug eintauchen und zu Boden sinken.
 

Warum ist das so?

Die Münzen verdrängen Wasser. Dadurch steigt das Wasser, bis das Volumen des Wassers zusammen mit dem Volumen der Münzen das Volumen des Glases übersteigt. Normalerweise sollte das Wasser nun über den Rand des Glases laufen. Tut es aber nicht! Statt dessen bildet es einen Berg, der sich über das Glas wölbt.

Der Grund dafür ist die Oberflächenspannung. Wasser besteht (wie jeder andere Stoff) aus winzigen Teilchen. Diese sind nicht glatt, sondern haben „Ecken und Kanten“, an denen sie aneinander festhaken. Die Kraft mit der sie sich gegenseitig festhalten heißt Oberflächenspannung, und ist so groß, dass sie den Wasserberg zusammenhalten kann und dieser nicht auseinander fließt.