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Treibhauseffekt und Exoplaneten
Selbst wenn sich ein Exoplanet in der Habitablen Zone (= lebensfreundliche Zone) um einen Stern herum befindet, bedeutet dies nicht, dass auch tatsächlich entsprechende Temperaturen auf seiner Oberfläche vorliegen. Auch die Zusammensetzung der Atmosphäre spielt eine entscheidende Rolle für die Temperatur, denn genau wie auf der Erde muss auch der Treibhauseffekt beachtet werden.
Übersicht
- Jahrgangsstufe: 7-10
- Unterrichtsfach: Physik, Naturwissenschaften
- Methode: Schülerexperiment
- Dauer: variabel.
- DIY: möglich.
- Verfügbar für: Smartphone // nur mit externem Temperatursensor
Motivation
- Einstieg über die oben genannten Fakten zu Exoplaneten.
- Einstieg über Fridays for Future (z.B. https://fridaysforfuture.de).
- Einstieg über die Venus als Schwesterplanet der Erde.
Einkaufsliste / benötigte Materialien
- Transparentes Gefäß
- Brausetablette
- Wasser
- Smartphone
- externer Temperatursensor
- Befestigungsmaterial für den Sensor
- Rotlichtlampe
Die genannten Materialien sind exemplarisch und stellen nur eine Auswahl möglicher Gegenstände dar.
Versuchsaufbau und Durchführung
Das Experiment besteht aus zwei Teilexperimenten:
(1) Der Temperatursensor wird so im transparenten Gefäß befestigt, dass er sich mindestens 4cm über dem Boden des Gefäßes befindet. Auf dem Smartphone wird die phyphox-App geöffnet und über den QR-Code (siehe unten) das Modul abgerufen. Die Rotlichtlampe wird auf das Gefäß (mit Sensor) gerichtet und die Messung wird gestartet, wobei die Messzeit etwa 10 Minuten betragen sollte.
(2) Nun wird das Experiment wie folgt verändert. In das Gefäß mit dem Sensor wird ca. 2cm hoch Wasser eingefüllt. Anschließend wird eine Brausetablette in das Gefäß gegeben. Es entsteht Kohlenstoffdioxid. Man warte bis die Tablette vollständig aufgelöst ist. Anschließend richtet man wieder die Rotlichtlampe auf das Gefäß und startet die Messung. Die Messzeit sollte genauso lang sein wie im ersten Teilexperiment.
Video der Durchführung
Alternative(n)
Wenn zwei Sensoren und zwei Gefäße verfügbar sind, können die Messungen auch gleichzeitig durchgeführt werden. In diesem Fall gilt es darauf zu achten, dass beide Gefäße gleich von der Rotlichtlampe beleuchtet werden.
phyphox Experiment
2x: SensorTag: astro-lab.app/phyphox/greenhouse.phyphox
SensorTag: astro-lab.app/phyphox/greenhouse_single.phyphox
Greenhouse-Effect and exoplanets
Even if an exoplanet is located in the Habitable Zone (= life-friendly zone) around a star, this does not mean that there are actually corresponding temperatures on its surface. The composition of the atmosphere also plays an important role for the temperature on the surface, because just like on Earth, the greenhouse effect must also be taken into account.
Overview
- Grades: 7-10
- Subject: Physics, natural sciences
- Method: Student experiment
- Duration: variable.
- DIY: possible.
- Available for: Smartphone // only with external temperature-sensor
Motivation
- Entry via the above-mentioned facts on exoplanets.
- Introduction via Fridays for Future (e.g. https://fridaysforfuture.de).
- Introduction about Venus as a sister planet of Earth.
Shopping list / materials needed
- Transparent container
- Effervescent tablet
- Water
- smartphone
- External temperature sensor
- Mounting material for the sensor
- red light lamp
The materials mentioned are exemplary and represent only a selection of possible items.
Experimental set-up and procedure
The experiment consists of two sub-experiments:
(1) The temperature sensor is fixed in the transparent container so that it is at least 4cm above the bottom. The phyphox app is opened on the smartphone and the module is opened via the QR code (see below). The red light lamp is pointed at the container (with sensor) and the measurement is started. The measurement time should be about 10 minutes.
(2) Now the experiment is changed in the following way. Water is poured into the container with the sensor to a height of about 2cm. Then an effervescent tablet is added to the water. Carbon dioxide is produced. Wait until the effervescent tablet is completely dissolved. Then point the red light lamp at the container again and start the measurement. The measurement time should be the same as in the first partial experiment.
Video of the experimental procedure
Alternative(s)
If two sensors and two containers are available, the measurements can also be carried out simultaneously. In this case, it is important to ensure that both containiers are equally illuminated by the red light lamp.
phyphox-experiment
2x: SensorTag: astro-lab.app/phyphox/greenhouse.phyphox