Experiment zum Treibhauseffekt für die Primarschule

Um Ursachen des Klimawandels nachvollziehen zu können, ist es wichtig, den Treibhauseffekt und seine Auswirkungen auf die Umwelt zu verstehen. 

Mit diesem kleinen Experiment können Sie Ihren Schülerinnen und Schülern den Treibhauseffekt einfach erklären.

Experiment: Treibhauseffekt sichtbar machen

Sie können das Experiment als Einstieg oder zur Erarbeitung des Themas nutzen:

Als Einstieg dürfen die Kinder Vermutungen aufstellen, was passieren wird und sie danach mit den Beobachtungen abgleichen. Mehr dazu im Beitrag „Der Forschungskreis“.

Zur Erarbeitung sind den Schülerinnen und Schülern die Grundlagen des Treibhauseffekts bereits vor dem Versuch bekannt und sie können ihr Wissen für Vermutungen und Erklärung nutzen. 

Damit das Experiment funktioniert, sollte die Sonne scheinen.

Das benötigen Sie:

• 2 Eiswürfel
• 2 Gläser
• Klarsichtfolie
• Gummiband
• einen sonnigen Tag 

Ablauf des Experiments:

Legen Sie in beide Gläser einen Eiswürfel. Decken Sie eines mit der Klarsichtfolie ab und fixieren diese mit dem Gummiring. Stellen Sie beide Gläser an einen sonnigen Platz. Wir haben die Gläser an einem kühlen Tag draussen aufgestellt. Drinnen war der Unterschied weniger deutlich.

Während Sie warten, dürfen die Kinder Vermutungen aufstellen, welches Ergebnis der Versuch zeigen wird und was der Grund dafür sein könnte.

Die Schülerinnen und Schüler werden beobachten, dass der Eiswürfel in dem abgedeckten Glas schneller schmilzt. Warum das so ist, erklären wir im folgenden Abschnitt zum natürlichen Treibhauseffekt.

Die Kinder notieren ihre Beobachtungen und erklären in eigenen Worten, was ihre Beobachtungen mit dem Treibhauseffekt zu tun haben könnten. 

Fällt ihnen vielleicht ein Beispiel ein, bei dem dieser Effekt noch genutzt wird? 

Der natürliche Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt ist mit der Funktion eines Treib- bzw. Gewächshauses vergleichbar – oder einem abgedeckten Glas wie in unserem Experiment. 

Das Glas oder die durchsichtige Folie lässt – genauso wie die Erdatmosphäre – Sonnenstrahlen zu einem grossen Teil ungehindert eindringen. Die Sonnenstrahlung wird in Wärmeenergie umgewandelt, die durch das schützende Glas bzw. die Folie das Glas nicht ungehindert verlassen kann. Die Luft im Inneren erwärmt sich und die Abdeckung verhindert ein schnelles Abkühlen.

Die Rolle des Glashauses übernehmen beim Treibhauseffekt sogenannte Treibhausgase wie Methan (CH₄), Kohlendioxid (CO₂), Wasserdampf (H₂O), Lachgas (N₂O) und Ozon (O₃), die sich in der Erdatmosphäre befinden.

Wenn die kurzwellige Sonnenstrahlung von der Erde in Form von langwelliger Wärmestrahlung reflektiert wird, trifft ein Teil auf die Treibhausgase. Diese nehmen die Energie auf und schicken die Strahlung später in eine zufällige Richtung weiter, so dass sie teilweise wieder auf die Erdoberfläche trifft. Dieser Effekt ist wichtig, damit es auf der Erde nicht zu kalt ist. So liegt die Durchschnittstemperatur auf der Erde bei etwa 15 °C anstatt –18 °C.

Damit hat der Treibhauseffekt das Leben auf der Erde erst möglich gemacht.

Der menschengemachte (anthropogene) Treibhauseffekt

Problematisch ist hingegen der menschengemachte Treibhauseffekt. Durch die Nutzung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas und die Abholzung der Regenwälder gelangen grosse Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre. Dazu kommt Methan aus der Landwirtschaft. 

Aufgrund dessen kommt es zu einer Veränderung der Konzentration der Treibhausgase in der Erdatmosphäre, die grosse Auswirkungen auf die Entwicklung unseres Klimas hat: Immer mehr Wärmestrahlung trifft auf Treibhausgase und wird remittiert. Der menschengemachte Treibhauseffekt verstärkt den natürlichen Treibhauseffekt. Die Folge ist eine globale Erwärmung, die als Klimawandel bezeichnet wird, mit all den negativen Folgen.

Quellen:

• Bundeszentrale für politische Bildung: Klimawandel – die gestörte Balance
• Greenpeace: Klimawandel und Klimaschutz in der Primarschule