Physik-ExperimentGlas Man muss es nur in die Handfläche nehmen, und schon geschieht das Wunder. Der Handboiler CALORIS, auch bekannt als Liebesthermometer oder Franklin-Vakuum-Handwärmer, ist ein wissenschaftliches Objekt aus Glas mit einer Höhe von 16,5 cm, das die Wärme Ihrer Finger in ein Schauspiel verwandelt. Zwei transparente Glaskolben, ein kleinerer oben und ein größerer unten, sind durch eine Doppelschleifen-Röhre verbunden, in der eine blaue Flüssigkeit zirkuliert. Legen Sie Ihre Hand auf den unteren Kolben: Die Flüssigkeit steigt in der Schleife nach oben, erreicht den oberen Kolben und beginnt zu sprudeln, als würde sie kochen, obwohl sie kaum handwarm ist. Halten Sie anschließend den oberen Kolben, und die Bewegung kehrt sich um. Hinter diesem Effekt verbirgt sich eine echte Lektion in Sachen Physik des Dampfdrucks, die mit bloßem Auge und ganz ohne Batterien sichtbar ist. Dieses zerbrechliche und filigrane wissenschaftliche Geschenk wird ab 14 Jahren empfohlen und findet seinen Platz auf dem Schreibtisch, in einem Regal oder in der Vitrine eines Liebhabers von Kuriositäten.
Warum es so fasziniert
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Funktioniert mit Ihrer HandKeine Batterien, kein Anschluss: Die bloße Wärme Ihrer Handfläche reicht aus, um die Flüssigkeit in Bewegung zu setzen.
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Ein falsches BrodelnDie Flüssigkeit scheint im oberen Kolben zu kochen, während sie die Temperatur Ihrer Finger beibehält.
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Doppelschleife aus GlasDas Rohr bildet zwei Schleifen zwischen den Kolben: Der Weg der blauen Flüssigkeit wird zu einem kleinen Schauspiel, das man mit den Augen verfolgen kann.
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Beliebig umkehrbarWechseln Sie die Handhaltung, halten Sie den oberen Kolben, und die Flüssigkeit fließt in die andere Richtung.
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Eine Lektion in PhysikDampfdruck, Wärmeübertragung, Gleichgewicht: Perfekt, um eine Unterrichtsstunde zu illustrieren oder ein Gespräch anzuregen.
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Schreibtischformat16,5 cm hoch und 5 cm breit: Es liegt gut in der Hand und passt problemlos auf ein Regal.
Glas, das Material für Experimente
Glas: Physik durch das Material sehen
Wenn Glas das bevorzugte Material für Demonstrationsinstrumente ist, liegt das vor allem an seiner Transparenz: Es ermöglicht, jeden Schritt des Phänomens zu sehen – das Aufsteigen der Flüssigkeit im Rohr, den Durchgang durch die Schleifen und dann das Eintreffen der Blasen im oberen Kolben. Nichts bleibt verborgen, alles ist sichtbar.
Glas ist zudem ein dichtes und inertes Material: Es hält die Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf eingeschlossen und reagiert nicht mit ihr. Im Gegenzug bleibt es zerbrechlich. Die Wände der Kolben und das Doppelschleifen-Rohr müssen behutsam gehandhabt werden, vorzugsweise über einer weichen Unterlage, und sicher vor Stößen und Stürzen geschützt aufbewahrt werden.
Wie der Handboiler funktioniert
Die Wärme, die die Flüssigkeit bewegt
Im Inneren des Glases enthält CALORIS eine blau gefärbte flüchtige Flüssigkeit. Flüchtigkeit bedeutet, dass sie bereits bei Raumtemperatur sehr leicht vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand übergeht. Über der Flüssigkeit ist der freie Raum mit ihrem eigenen Dampf gefüllt, dessen Druck direkt von der Temperatur abhängt.
Wenn Sie Ihre Hand um den unteren Kolben schließen, erwärmen Sie ihn leicht. Der Dampfdruck steigt auf dieser Seite und drückt die Flüssigkeit nach oben durch das Doppelschleifen-Rohr bis in den oberen Kolben. Sobald die Flüssigkeit den unteren Kolben verlassen hat, strömt der Dampf selbst in das Rohr und steigt in Blasen durch die Flüssigkeit nach oben: Dieses Brodeln erzeugt die Illusion eines Siedevorgangs.
Die Flüssigkeit erhitzt sich nicht wie in einem Topf. Sie kocht nicht im eigentlichen Sinne: Sie bewegt sich lediglich von der wärmeren zur kühleren Zone. Halten Sie den oberen Kolben, kehrt sich die Temperaturdifferenz um, genau wie der Weg der Flüssigkeit.
CALORIS in vier Schritten zum "Kochen" bringen
1
In die Hand nehmen: Fassen Sie den Handboiler vorsichtig an und umschließen Sie den großen unteren Kolben mit der Handfläche, ohne das Glas fest zu drücken.
2
Warten: Halten Sie die Hand einige Augenblicke ruhig, damit die Wärme Ihrer Finger auf den Kolben und die blaue Flüssigkeit übertragen wird.
3
Beobachten: Die Flüssigkeit steigt im Doppelschleifen-Rohr auf, erreicht den kleinen oberen Kolben und beginnt zu sprudeln.
4
Umkehren: Lassen Sie den unteren Kolben los und halten Sie den oberen: Die Flüssigkeit sinkt nach und nach wieder in den großen Kolben zurück.
Was bei welcher Handhabung geschieht
Situation
Beobachtung
Grund
Hand am unteren Kolben
Flüssigkeit steigt in die Schleife und sprudelt oben
Der unten erwärmte Dampf drückt die Flüssigkeit in den kühleren Kolben
Hand am oberen Kolben
Flüssigkeit sinkt zum großen Kolben ab
Die warme Zone befindet sich nun oben: Der Schub kehrt sich um
Objekt in Ruhe
Flüssigkeit sammelt sich nach und nach unten
Ohne Temperaturunterschied gewinnt die Schwerkraft die Oberhand
Kalte Hände
Reaktion langsamer oder kaum wahrnehmbar
Der Temperaturunterschied zwischen Hand und Glas ist geringer
Gut zu wissen: Der Handboiler misst keine Temperatur und sagt nichts über Ihre Gefühle aus, trotz des Spitznamens "Liebesthermometer". Er reagiert lediglich auf den Temperaturunterschied zwischen Ihrer Hand und dem Glas: Je wärmer die Hand im Vergleich zum Raum ist, desto schneller und spektakulärer ist der Effekt.
Tipp für eine gelungene Demonstration: Reiben Sie Ihre Hände einige Sekunden lang aneinander, bevor Sie den unteren Kolben greifen, oder hauchen Sie Ihre Handflächen sanft an. In einem kühlen Raum ist der Effekt oft deutlicher. Wenn Sie es mehreren Personen zeigen möchten, reichen Sie das Objekt von Hand zu Hand: Jeder erzielt ein etwas anderes Ergebnis, was unweigerlich zu einer Diskussion führt.
Wissenschaftliches Demonstrations- und Dekorationsobjekt
Zerbrechliches Glasobjekt: Gehen Sie vorsichtig mit CALORIS um, ohne es zu fest zu drücken oder zu schütteln, und bewahren Sie es sicher vor Stößen und Stürzen auf. Erhitzen Sie es niemals durch andere Quellen als die Hand (Flammen, Heizkörper, heißes Wasser, direktes Sonnenlicht) und versuchen Sie nicht, es zu öffnen. Sammeln Sie bei Bruch die Scherben vorsichtig auf und vermeiden Sie jeglichen Kontakt der Flüssigkeit mit Haut, Augen und Mund. Empfohlen ab 14 Jahren; außerhalb der Reichweite von kleinen Kindern aufbewahren.
Ein wissenschaftliches Geschenk, das begeistert
Für Neugierige jeden Alters
Weihnachten, Geburtstag, ein kleines Geschenk für einen wissenschaftsbegeisterten Kollegen oder Physiklehrer: CALORIS gehört zu den Geschenken, die man sofort ausprobiert und die jeder selbst einmal halten möchte. Es erfreut neugierige Jugendliche ab 14 Jahren genauso wie Erwachsene, die Schreibtischobjekte mit Geschichte lieben.
Um das Experimentieren mit Wärme und Bewegung zu verlängern, kombinieren Sie es mit dem Stirling-Motor CASTOR, der ebenfalls Temperaturunterschiede in Bewegung umwandelt, oder dem Kristallbarometer AURORE. Die Lieferung ist kostenlos.
Der Handboiler enthält eine blau gefärbte flüchtige Flüssigkeit, also eine Flüssigkeit, die sehr leicht in Dampf übergeht. Dieser Dampf füllt den freien Raum über der Flüssigkeit, und sein Druck steigt mit der Temperatur. Wenn Sie den unteren Kolben halten, erwärmen Sie ihn: Der Dampfdruck wird dort stärker als im oberen Kolben und drückt die Flüssigkeit durch das Doppelschleifen-Rohr nach oben. Sobald der untere Kolben leer ist, steigt der Dampf nach und durchquert die Flüssigkeit in Form von Blasen. Dieser Dampfdurchgang erzeugt den Eindruck eines Siedevorgangs, ohne eine andere Wärmequelle als Ihre Hand.
Kocht die Flüssigkeit wirklich?
Nicht in dem Sinne, wie man Wasser zum Kochen bringt. Die Flüssigkeit in CALORIS wird nicht heiß: Sie bleibt auf einer Temperatur nahe der Ihrer Hand. Die Blasen im oberen Kolben sind Dampf, der aus dem unteren Kolben gedrückt wird und durch die Flüssigkeit aufsteigt. Das Ergebnis sieht täuschend echt nach Kochen aus – daher der Name "Handboiler" –, aber es handelt sich eigentlich um eine durch Druckunterschiede verursachte Bewegung. Genau dieser Kontrast zwischen dem, was man sieht, und dem, was tatsächlich passiert, macht es zu einem exzellenten Objekt für wissenschaftliche Demonstrationen.
Warum nennt man es Liebesthermometer?
Dieser Spitzname basiert auf einer amüsanten Idee: Je verliebter oder "herzlicher" eine Person sei, desto schneller würde die Flüssigkeit steigen. In Wirklichkeit misst der Handboiler weder Gefühle noch eine präzise Temperatur. Er reagiert ausschließlich auf den Temperaturunterschied zwischen Hand und Glas. Warme Hände in einem kühlen Raum erzeugen daher einen schnellen Effekt, kalte Hände einen langsameren. Es ist ein unterhaltsames Spiel für Freunde und Familie, wobei man bedenken sollte, dass es die Physik ist und nicht das Herz, das die blaue Flüssigkeit zum Steigen bringt.
Was tun, wenn die Flüssigkeit nicht steigt?
Meistens ist der Temperaturunterschied zwischen Hand und Glas zu gering. Beginnen Sie damit, Ihre Hände durch Reiben aufzuwärmen, umschließen Sie dann mit der Handfläche die gesamte Oberfläche des großen unteren Kolbens und verharren Sie einige Momente ruhig. Prüfen Sie auch, ob sich die Flüssigkeit vor Beginn wirklich im unteren Kolben befindet: Falls sie bereits oben ist, halten Sie zuerst den oberen Kolben, um sie zurückzuholen. Zudem ist der Effekt in einem kühlen Raum deutlicher als in einem sehr warmen. Vermeiden Sie jedoch jede andere Wärmequelle als Ihre Hand.
Welche Abmessungen hat CALORIS?
CALORIS ist 16,5 cm hoch und 5 cm breit. Dieses Format liegt bequem in der Hand, was unerlässlich ist, da die Handfläche das Phänomen auslöst. Es besteht aus zwei Glaskolben, einem kleineren oben und einem größeren unten, die durch ein Rohr mit zwei Schleifen verbunden sind. Die Größe ist ideal, um es auf dem Schreibtisch, in einem Regal oder in einer Vitrine neben anderen wissenschaftlichen Objekten aufzubewahren. Da es aus Glas ist, wählen Sie einen stabilen Standort, geschützt vor Stößen und direktem Sonnenlicht.
Ab welchem Alter kann man es verschenken?
CALORIS wird ab 14 Jahren empfohlen. Es ist kein Spielzeug, sondern ein zerbrechliches Glasobjekt, das eine Flüssigkeit enthält, die nicht unsachgemäß gehandhabt werden sollte. Es eignet sich daher für neugierige Jugendliche und Erwachsene, die es behutsam handhaben können. Für eine Demonstration vor jüngeren Kindern sollte am besten ein Erwachsener das Objekt halten, während die Kinder beobachten. Dieses Format eignet sich hervorragend, um das Interesse an Wissenschaften zu wecken: Man kann Dampfdruck, Wärme und Zustandsänderungen anhand eines Experiments erklären, das jeder mit eigenen Augen sieht.
Wie pflegt und lagert man den Handboiler?
Die Pflege ist minimal. Wischen Sie das Glas mit einem weichen, trockenen Tuch ab, um Fingerabdrücke zu entfernen. Verwenden Sie weder Scheuermittel noch heißes Wasser und tauchen Sie das Objekt nicht in Wasser ein. Der Kreislauf ist geschlossen: Versuchen Sie niemals, ihn zu öffnen oder zu befüllen. Lagern Sie es auf einer weichen, stabilen Unterlage, fern von Wärmequellen und direktem Sonnenlicht sowie außerhalb der Reichweite von kleinen Kindern. Für den Transport wickeln Sie es in ein dickes Tuch: Die Kolben und die Doppelschleifen-Röhre sind sehr stoßempfindlich.
