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Eis und Wasserdampf: Die Zustände des Wassers

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Sachunterricht Grundschulteam
Eis und Wasserdampf: Die Zustände des Wassers
lernst du in der 3. Klasse - 4. Klasse

Beschreibung Eis und Wasserdampf: Die Zustände des Wassers

Inhalt

Aggregatzustände des Wassers

In der Grundschule werden die drei Aggregatzustände des Wassers genau untersucht: fest, flüssig und gasförmig. Wasser hat jedoch noch viele weitere Eigenschaften:

  • Reines Wasser ist farblos, geruchlos und geschmacklos.
  • Menschen, Tiere und Pflanzen brauchen Wasser zum Überleben.
  • Wasser kann sich verwandeln und kommt beispielsweise flüssig in der Badewanne vor, fest als Eiswürfel im Getränk und gasförmig als Wasserdampf aus dem Kochtopf.

In welcher Form Wasser vorkommt, hängt vor allem von der Temperatur und auch vom Luftdruck ab.

Experimente zu den Aggregatzuständen

Wasser ist wandlungsfähig und kann zwischen fest, flüssig und gasförmig wechseln. Wie funktioniert das? Anhand einfacher Versuche bzw. Experimente wird der Wechsel der Aggregatzustände des Wassers in der Grundschule untersucht.

  • von flüssig zu fest: Wird Wasser stark abgekühlt und sinkt die Temperatur unter den Gefrierpunkt (0 Grad Celsius), dann werden die Wasserteilchen immer langsamer und das Wasser gefriert. Flüssiges Wasser wird zu Eis. Der Aggregatzustand ist nun fest.
  • von fest zu flüssig: Steigt die Temperatur von Wasser über 0 Grad Celsius, bewegen sich die Wasserteilchen wieder schneller. Das Eis schmilzt. Aus Eis wird wieder Wasser. Der Aggregatzustand ist nun flüssig.
  • von flüssig zu gasförmig: Wird Wasser erhitzt und steigt die Temperatur über den Siedepunkt (100 Grad Celsius), dann bewegen sich die Wasserteilchen immer schneller und das Wasser verdampft. Flüssiges Wasser im Kochtopf verwandelt sich in Wasserdampf und ist unsichtbar. Der Aggregatzustand ist nun gasförmig.
  • von gasförmig zu flüssig: Kühlt der Wasserdampf schnell ab, bilden sich aus dem Wasserdampf kleine Wassertröpfchen, die sich zum Beispiel an einem Badespiegel absetzen. Das Wasser kondensiert und der Aggregatzustand ist danach wieder flüssig.

Aggregatszustände Wasser

Besonderheiten der Aggregatzustände

Es gibt noch einen weiteren Wechsel des Aggregatzustands – von gasförmig zu fest. Dies passiert eher selten. Hierzu strömt warme Raumluft, die auch Feuchtigkeit enthält, zu einem eiskalten Fenster. Hier geht gasförmiges Wasser direkt in einen festen Zustand über, ohne vorher flüssig zu werden. Dieses Phänomen kannst du manchmal im Winter in Form von Eisblumen an der Fensterscheibe beobachten.

Manche Forschende sprechen übrigens von einem vierten Aggregatzustand, der zwischen flüssig und fest liegt. Hier nimmt das Wasser einen fast gelartigen Zustand ein. Auch ändert sich hier das Verhältnis von Wasserstoff und Sauerstoff.

Bei sofatutor gibt es zum Thema Aggregatzustände des Wassers in der Grundschule ein Arbeitsblatt und Übungen.

Eis und Wasserdampf: Die Zustände des Wassers Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Eis und Wasserdampf: Die Zustände des Wassers kannst du es wiederholen und üben.
  • Welche Eigenschaft hat das Wasser auf den Bildern? Ordne zu.

    Tipps

    Ab 100 Grad beginnt Wasser zu kochen. Wenn Wasser kocht, steigt Wasserdampf auf.

    Lösung

    Wasser ist für alle Lebewesen lebensnotwendig. Daher solltest du bestimmte Eigenschaften von Wasser kennen.

    1. Wasser kann verschiedene Aggregatzustände haben.
    2. Wasser kann flüssig, fest oder gasförmig sein.
    3. Wasser, das fest ist, nennt man Eis.
    4. Wasser, das gasförmig ist, nennt man Wasserdampf
    5. Die unterschiedlichen Temperaturen von Wasser sind für die Veränderung des Aggregatzustandes verantwortlich. Wasser, das auf über 100 Grad erhitzt wird, kocht und dadurch steigt Wasserdampf auf. Wasser, das sich auf unter 0 Grad abkühlt, wird zu Eis.

  • Wie verändert sich das Wasser in den Experimenten? Bestimme.

    Tipps

    Dieser Eiswürfel liegt schon eine Weile nicht mehr im Gefrierschrank. Erkennst du, was mit ihm passiert?

    Lösung

    Mit Wasser lassen sich tolle Experimente machen. Dadurch, dass Wasser unterschiedliche Aggregatzustände annehmen kann, gibt es viel zu beobachten.

    1. Wenn man ein Schälchen mit Wasser in den Gefrierschrank stellt, kann man beobachten, dass das Wasser nach ein paar Stunden zu Eis geworden ist. Im Gefrierschrank ist es sehr kalt. Die Temperatur liegt dort unter 0 Grad und deswegen gefriert das Wasser.
    2. Stellt man ein Schälchen mit gefrorenem Wasser bei Zimmertemperatur ein paar Stunden hin, schmilzt es und in dem Schälchen befindet sich Wasser. Das gefrorene Wasser, das auch Eis genannt wird, muss bei unter 0 Grad gelagert werden, damit es nicht schmilzt. Bei Zimmertemperatur verändert sich der Aggregatzustand von fest zu flüssig.
    3. Erhitzt man Wasser, fängt es langsam an zu kochen und Wasserdampf steigt auf. Ab 100 Grad beginnt Wasser zu kochen und verändert so seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig.
    4. Hält man über kochendes Wasser einen Deckel, so setzen sich Wassertröpfchen auf dem Deckel ab. Der Wasserdampf, der hochsteigt, enthält ganz viele kleine Wassertröpfchen, die vom Deckel aufgefangen werden.

  • Was passiert bei dem Experiment? Zeige auf.

    Tipps

    Das Experiment beginnt mit der Zubereitung von Salzwasser.

    Am Ende des Experimentes wird Salz nachgewiesen.

    Lösung

    Bei dem Versuch wurde zunächst Wasser mit Salz vermischt. Dadurch entsteht Salzwasser. Mit einem Esslöffel wird anschließend eine kleine Menge des Salzwassers entnommen und über einer Kerze erhitzt. Wenn das Salzwasser auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, fängt es an zu dampfen. Wasserdampf steigt auf. Das Wasser im Löffel verdampft und auf dem Löffel bleibt ein weißer Belag zurück. Der weiße Belag ist Salz. Dadurch, dass das Wasser verdampfen kann, bleibt nur noch das Salz übrig. Das Salz ist, obwohl es im Wasser gelöst und anschließend erhitzt wurde, derselbe Stoff geblieben.

    Versuche doch das Experiment zu Hause einmal selbst. Beachte dabei unbedingt folgende Sachen:

    1. Führe ein Experiment immer mit einem Erwachsenen durch!
    2. Binde dir deine Haare zusammen, wenn diese lang sind.
    3. Kremple dir die Ärmel hoch.
    4. Bei Experimenten mit Feuer solltest du immer einen Eimer mit Wasser bereithalten.

  • Wie müssen die Aussagen zum Thema Wasser lauten? Vervollständige den Text.

    Tipps

    Das ist eine Regenbogenforelle. Sie schwimmt in Bächen oder Flüssen. Die Regenbogenforelle zählt zu den Süßwasserfischen.

    Das ist eine Meerforelle. Sie lebt, wie der Name schon sagt, im Meer. Die Meerforelle zählt zu den Salzwasserfischen.

    Lösung

    Wasser kommt am häufigsten im Aggregatzustand flüssig vor. Doch wenn es schneit, entstehen Wasserkristalle. Diese Wasserkristalle können sich in der Sonne wieder in den Zustand flüssig umwandeln und werden dann zu Wasser. Sinkt die Temperatur dann wieder unter 0 Grad, wandelt sich das Wasser zu Eis.

    Die Erdoberfläche besteht zu fast drei Vierteln aus Wasser. Doch trotzdem fehlt vielen Menschen auf der Erde Trinkwasser. Das ist so, weil der Großteil des Wassers salzig ist. Salziges Wasser ist jedoch als Trinkwasser nicht geeignet. Daher müssen in wasserarmen Ländern die Menschen häufig mehrere Stunden bis zur nächsten Trinkwasserquelle laufen.

    Flüsse bestehen aus Süßwasser. Doch obwohl Flüsse ins Meer münden, ist das Meerwasser salzig. Das liegt daran, dass die Gesteine am Meeresboden Salz enthalten und dieses Salz abgetragen wird. Außerdem verdunsten Teile des Meerwassers und lassen Salz zurück. Doch durch den Wasserkreislauf kommt immer wieder Wasser auf die Erde zurück - manchmal in Form von Regen und manchmal als Schnee.

  • Welche Eigenschaften hat Wasser? Gib sie an.

    Tipps

    Wasser kann drei Aggregatzustände haben. Zwei Zustände sind fest und gasförmig.

    Lösung

    Wasser hat viele Eigenschaften. Neben den Aggregatzuständen fest und gasförmig, kann Wasser auch flüssig sein. Diese Form von Wasser kommt am häufigsten vor. Du kannst das am besten im Haushalt beobachten, denn da kommt das Wasser flüssig aus dem Wasserhahn.

    Am Geruch kann man Wasser nicht erkennen, denn es ist geruchlos. Nimm doch mal ein Gläschen Wasser zur Hand, rieche daran und koste davon. Du wirst merken, dass es keinen besonderen Geruch oder Geschmack hat. Es ist nämlich auch geschmacklos.

  • Welche Lebensmittel lösen sich in Wasser auf? Gib an.

    Tipps

    Mit Zucker kann man wunderbar Tee süßen.

    Überlege, was mit Nudeln passiert, wenn man sie im Wasser kocht.

    Lösung

    Wenn Wasser flüssig ist, kann man viele Sachen darin auflösen. Zucker, Salz und Puderzucker lassen sich gut in Wasser auflösen. Man sagt auch wasserlöslich dazu. Gibt man zum Beispiel Puderzucker in ein Glas Wasser, so setzt sich der Puderzucker am Boden zunächst ab und das Wasser wird trüb. Rührt man dann mit einem Löffel eine Weile herum, löst sich der Puderzucker auf und das Wasser ist wieder klar.

    Mehl ist nicht wasserlöslich. Gibt man etwas Mehl in ein Wasserglas, vermischt es sich etwas mit dem Wasser. Nach einer Weile sinkt es zu Boden. Das Wasser im Glas wird durch das Mehl sehr trüb.

    Öl löst sich auch nicht im Wasser auf. Gibt man etwas Öl in ein Glas mit Wasser, so schwimmt das Öl auf der Wasseroberfläche. Das ist so, weil Öl leichter als Wasser ist. Auch durch Rühren löst es sich nicht auf. Kleine Öltropfen sind dann immer noch zu erkennen. Nach ein paar Minuten verbinden sich viele Öltropfen wieder.

    Nudeln lösen sich im Wasser nicht auf. Man kann Nudeln im kochenden Wasser garen. Dann werden sie weich.

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