Das Teelicht auf der Küchenwaage

The Tealight on the Kitchen Scale

Chemie Klasse 8 6 Aufgaben
Chemische ReaktionenVerbrennung

Ein Teelicht brennt vier Stunden lang auf einer offenen Küchenwaage; die Anzeige fällt von 12 g auf 2 g, gleichmäßig um 2,5 g pro Stunde. Die Kinder schieben die Zeit selbst vor und lesen die Waage ab. Die Beobachtung scheint die Fehlvorstellung „was brennt, verschwindet" zu bestätigen (Andersson 1986) — der Abschnitt hält fest, dass die offene Waage nur zeigt, was auf ihr liegen bleibt, nicht, was in die Luft geht. Diese Lücke führt zur Stahlwolle, die beim Brennen schwerer wird.

Die Frage lässt sich mit einer Waage angehen. Stell das Teelicht auf eine Küchenwaage, die auf ein Zehntelgramm genau wiegt, und zünde es an. Die leere Aluschale mit Docht und Plättchen wiegt etwa 2 g, dazu kommen 10 g Wachs. Die Waage zeigt also am Anfang 12 g.

Schiebe die Zeit von 20 Uhr bis Mitternacht. Was zeigt die Waage nach zwei Stunden, was nach vier? Der Balken rechts ist die Anzeige in Gramm: unten die 2 g der Schale, darüber das Wachs, das noch übrig ist.

Zehn Gramm sind von der Waage verschwunden. Sie sagt aber nur etwas über das, was auf ihr liegen bleibt. Über der Flamme steigt warme Luft auf, und alles, was mit ihr nach oben zieht, verlässt die Waage, egal ob es vernichtet ist oder nur woanders. Um die beiden Möglichkeiten zu unterscheiden, braucht es eine Verbrennung, bei der die Waage etwas anderes zeigt.

Leicht
Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Eine Stumpenkerze steht auf einer offenen Waage, die 250 g anzeigt. Sie brennt eine Stunde. Was zeigt die Waage danach?

  • ● weniger als 250 g
  • ○ genau 250 g
  • ○ mehr als 250 g
Auf der offenen Waage wird eine brennende Kerze leichter — die Stoffe, die bei der Verbrennung entstehen, steigen mit der warmen Luft auf und verlassen die Waage. Ob sie vernichtet sind, sagt die Waage nicht.
Multiple Choice #2 15s ▶ Testen

Ein Teelicht wiegt mit Schale 14 g; die leere Schale mit Docht wiegt 2 g. Das Teelicht brennt ganz herunter. Was zeigt die Waage zum Schluss?

  • ● etwa 2 g
  • ○ etwa 0 g
  • ○ etwa 14 g
Das Wachs (12 g) verlässt die Waage, die Aluschale bleibt liegen. Wer 0 g erwartet, vergisst die Schale; wer 14 g erwartet, glaubt, dass die Waage nichts merkt.
Mittel
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Eine Kerze wiegt um 18 Uhr 60 g und um 21 Uhr 48 g. Wie viel Gramm verliert sie im Mittel pro Stunde?

  • ● 4 g
  • ○ 12 g
  • ○ 3 g
In drei Stunden fehlen 60 g − 48 g = 12 g, also 12 g : 3 h = 4 g pro Stunde. 12 g ist die ganze Abnahme, 3 g wäre durch vier Stunden geteilt.
Wahr / Falsch #2 15s ▶ Testen

Dass die Waage unter einer offenen Kerze leichter wird, beweist, dass das Wachs vernichtet wird.

✓ Falsch
Die offene Waage misst nur, was auf ihr liegen bleibt. Was als Gas mit der warmen Luft aufsteigt, verlässt die Waage — ob es noch da ist, kann sie nicht zeigen.
Wahr / Falsch #3 20s ▶ Testen

Ein Holzscheit von 2 kg verbrennt im Lagerfeuer und hinterlässt nur etwa 20 g Asche. Die übrigen fast 2 kg sind vernichtet.

✓ Falsch
Auch hier verlassen die Verbrennungsprodukte als Gase den Haufen: Rauch, Wasserdampf und unsichtbare Gase. Zurück bleiben nur die Mineralstoffe als Asche. Wohin die Masse geht, klärt dieser Artikel an der Kerze.
Multiple Choice #4 25s ▶ Testen

Ein Teelicht mit 10 g Wachs brennt gleichmäßig in 4 Stunden ab. Wie viel Wachs ist nach 1,5 Stunden noch übrig?

  • ● 6,25 g
  • ○ 3,75 g
  • ○ 8,5 g
2,5 g pro Stunde, in 1,5 Stunden also 3,75 g verbrannt — übrig bleiben 10 g − 3,75 g = 6,25 g. 3,75 g ist das Verbrannte, nicht der Rest.