| |  | Der Trick mit dem Knick - Handwärmer |  |
 |  |  |  | Mika
Weßeler | 11 |
| | Ort: Münster |
|  |  |  |  |
| | | | | Janik
Weßeler | 13 |
| | Ort: Münster |
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| | | |  | | Schule:
Ratsgymnasium
Münster | | Betreuung:
Kirsten Schwarz-Weßeler
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Kurzfassung: | | | | Fragestellung: Warum werden Kunststoffhüllen mit Flüssigkeit darin fest und warm, wenn man das Metallplättchen darin knickt? Unter welchen Bedingungen wirken sie besser, wenn man sie in Ruhe lässt oder wenn man sie durchknetet? Was passiert beim Aufladen? Bei den ersten Forschungen stießen wir dann schnell auf ein chemisches Wärmekissen der Armee. Ist das etwas völlig anderes? Was enthalten sie und wie wirken diese Kissen? Sind sie auch unbegrenzt aufladbar?
Durchführung: Neue und ältere Handwärmer werden im heißen Wasser aufgeladen und danach aktiviert. Der Temperaturverlauf beim Laden und entladen wird dokumentiert. Weitere Versuchsreihen laufen mit gekneteten und nicht gekneteten Wärmekissen und mit älteren Päckchen die durch Zugabe von wenig Wasser aufgefrischt werden. Das Armeewärmekissen wird durch Wasserzugabe aktiviert. Dabei werden der reine Innenbeutel, der Innenbeutel in seiner Schutzschicht, in Ruhe gelassen oder geschüttelt und der jeweilige Einfluss auf den Temperaturverlauf untersucht.
Erklärungsversuch: Handwärmer sind latente Wärmespeicher, die beim Laden beim Übergang von fest zu flüssig Wärme aufnehmen und sie speichern. Dabei bilden sie metastabile übersättigte Lösungen, die erst durch Aktivierung (z. B. Knicken des Metallblatts) wieder kristallisieren. Dabei geben sie die gespeicherte Wärme ab. Der Vorgang ist beliebig oft wiederholbar. Die Armeekissen enthalten Kochsalz und Eisen. Durch Wasserzugabe wird eine Sauerstoffkorrosion in Gang gesetzt (Rosten). Dabei entsteht Wärme. Dieser Prozess stoppt bei ungenügender Sauerstoffzufuhr oder wenn das Wasser verdampft/verdunstet ist. Wenn alles Eisen in Rost umgewandelt ist sind diese Kissen aufgebraucht.
Schlussfolgerung: Die Armeekissen geben mehr Wärme über einen viel längeren Zeitraum ab. Man muss keine Energie zuführen, um sie wieder aufzuladen. Latente Wärmespeicher werden eine Rolle spielen in der Diskussion um den Klimawandel. Bei Passivenergiehäusern, als Standheizungen im Auto und in Wärmespeichern werden sie jetzt schon eingesetzt. | | | | |
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