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Verdunstungsversuch (Wasser)

Lernwerkstatt

© 2025


Basiswissen｜ Erste Beobachtungen｜ Erste Vermutungen｜ Allgemeine Beschreibung｜ Versuch III (2025)｜ Daten｜ Versuch II (2025)｜ Aufbau｜ Daten｜ Versuch I (2019)｜ Daten｜ Staubeintrag｜ Fußnoten


Basiswissen


Wie schnell, mathematisch mit welcher Rate, nimmt die Höhe von Wasser in einem offenen Gefäß ab, wenn man es ungestört in einem Raum verdunsten lässt? Ziel sind Schätzwerte für eine grobe Zeitplanung von Experimenten. Raumtemperatur sind es nach ersten Versuch zwischen 0,3 bis fast 2 mm/d (Millimeter pro Tag). Eine sehr großen Einfluss scheint neben der Temperatur auch der Durchmesser des Gefäßes zu spielen.



Bildbeschreibung und Urheberrecht
Ein Messzylinder war mit ursprünglich 250 ml Leitungswasser aufgefüllt. Das Wasser verdunstet langsam bei Raumtemperatur. Die Höhe der Wassersäule nimmt hier deutlich langsamer ab als bei ähnlichen Versuchen mit weiter geöffnete Gefäßen, etwa Messbechern. Der Innendurchmesser des Gefäßes lag bei 3,5 Zentimetern.☛


Erste Beobachtungen


  • In Becherglas, 47 mm Durchmesser, 17 °C Raumtemperatur: etwas unter 1 mm/d
  • In Becherglas, ?? mm Durchmesser, 23 °C Raumtemperatur: etwas unter 2 mm/d
  • In Messzylinder, 35 mm Durchmesser, 19 °C Raumtemperatur: um die 0,3 mm/d

Erste Vermutungen


Es scheint eine starke Abhängigkeit der Verdunstungrate von a) der Raumtemperatur und b) dem Durchmesser des Gefäßes zu geben. Letzteres kann man vielleicht darüber erklären, dass bei der Verdunstung eine Dampfschicht direkt über der Oberfläche entsteht[3], die die Verdunstungsrate dann hemmt. Bei schmalen hohen Gefäßen kann diese Dampfschicht schlechter in die Umgebung entweichen als bei breiten flachen Gefäßen.

Allgemeine Beschreibung


Man nimmt ein oben offenes, durchsichtiges und im einfachsten Fall zylinderförmiges Gefäß. Ideal sind zum Beispiel Teegläser, Bechergläser aus dem Laborbedarf oder auch Reagengläser oder Petrischalen. Gemessen wird die Höhe der Wassersäule in dem Gefäß. Alternativ kann als Proxy-Variable[4] auch das Gesamtgewicht von Gefäß und Flüssigkeit oder eine über eine Skala angezeigte Menge in Millilitern gemessen werden, woraus man anschließend eine Höhe berechnen kann.

Versuch III (2025)


Das Gefäß war hier ein Messzylinder bis zur obersten Marke bei 250 ml (Milliliter). Darüber stand der Glaszylinder noch gut 7 cm bis zum Ausguss über. Der Innendurchmesser lag bei etwa 3,5 cm (Zentimeter). Das Wasser wurde am 4. Oktober 2025 bis zur Strichmarke bei 250 ml aufgefüllt. Abgelesen wird am unteren Rand des Meniskus.[1] Die Markierungen von 30 ml bis 250 ml lagen 216 Millimeter voneinander entfernt. Damit hat man etwa 0,98 Millimeter pro Milliliter in der Ableseskala. Man kann also im Rahmen der hier möglichen Genauigkeiten davon ausgehen, dass ein Milliliter einem Höhenunterschied von rund einem Millimeter entspricht.

Daten


  • Spalte 1: Hochlaufende Nummer des Versuchstages
  • Spalte 2: Datum der Messung im Klartext
  • Spalte 3: Abgelesenes Volumen in ml
  • Spalte 4: Raumtemperatur

  • 001 | 4. Oktober 2025 | 250 ml | 18 °C
  • 002 | 5. Oktober 2025 | keine Messung
  • 003 | 6. Oktober 2025 | 250 ml 18 °C
  • 004 | 7. Oktober 2025 | 250 ml | 19 °C
  • 005 | 8. Oktober 2025 | 250 ml | 20 °C
  • 006 | 9. Oktober 2025 | 249 ml | 20 °C
  • 007 | 10. Oktober 2025 | 249 ml | 20 °C
  • 008 | 11. Oktober 2025 | keine Messung
  • 009 | 12. Oktober 2025 | keine Messung
  • 010 | 13. Oktober 2025 | keine Messung
  • 011 | 14. Oktober 2025 | keine Messung
  • 012 | 15. Oktober 2025 | keine Messung
  • 013 | 16. Oktober 2025 | keine Messung
  • 014 | 17. Oktober 2025 | keine Messung
  • 015 | 18. Oktober 2025 | 246 ml | 18 °C
  • 016 | 19. Oktober 2025 | keine Messung
  • 017 | 20. Oktober 2025 | keine Messung
  • 018 | 21. Oktober 2025 | keine Messung
  • 019 | 22. Oktober 2025 | keine Messung
  • 020 | 23. Oktober 2025 | keine Messung
  • 021 | 24. Oktober 2025 | 244 ml | 17 °C
  • 022 | 25. Oktober 2025 |
  • 023 | 26. Oktober 2025 |
  • 024 | 27. Oktober 2025 |
  • 025 | 28. Oktober 2025 |
  • 026 | 29. Oktober 2025 |

Versuch II (2025)


Zusammen mit Oona Riihijärvi wurde im September 2025 ein zweiter Versuch zur Verdunstung von Wasser in einem offenen Gefäß bei Raumtemperatur gestartet. Ziel ist die Überprüfung, ob grob 0,9 mm Höhenverlust des Wassers als Daumengröße geeignet ist, so wie es bei einem Langzeitversuch im Jahr 2019 ermittelt wurde.

Aufbau


Ein Becherglas wurde bis auf eine Höhe von 60 mm mit Wasser gefüllt. Neben dem Becherglas ist ein einfaches Thermometer für den Haushalt platziert. Jeden Tag um etwa dieselbe Zeit (morgens) werden der Füllstand und die Temperatur gemessen. Der Füllstand wird über eine Markierung am Glas und ein Linieal mit Millimetermarken gemessen. Der Versuch wurde durchgeführt von Oona Riihijärvi.

Daten


  • Spalte 1: Hochlaufende Nummer des Versuchstages
  • Spalte 2: Datum der Messung im Klartext
  • Spalte 3: Gemessene Höhe der Wassersäule in mm
  • Spalte 4: Höhenverlust gegenüber dem Vortag in mm

  • 001 | 19. September 2025 | 60 mm | 21 °C | nicht sinnvoll
  • 002 | 20. September 2025 | 58 mm | 25 °C | 2 mm
  • 003 | 21. September 2025 | 57 mm | 21 °C | 1 mm
  • 004 | 22. September 2025 | 55 mm | 22 °C | 2 mm
  • 005 | 23. September 2025 | 53 mm | 23 °C | 2 mm
  • 006 | 24. September 2025 | 52 mm | 20 °C | 1 mm
  • 007 | 25. September 2025 | keine Messung
  • 008 | 26. September 2025 | keine Messung
  • 009 | 27. September 2025 | 47 mm | 25 °C | nicht sinnvoll
  • 010 | 28. September 2025 | 45 mm | 25 °C | 2 mm
  • 011 | 29. September 2025 | 44 mm | 23 °C | 1 mm

Versuch I (2019)


Bei diesem Versuch wurde nicht die Höhe der Wassersäule im Glas gemessen sondern die Gesamtmasse von Glas und Wasserinhalt. Mit dem bekannten Innendurchmesser des zylinderförmiges Becherglases sowie dessen Leermasse kann man darüber über die Volumenformel für einen Zylinder auf die Höhe der Wassresäule schließen.

  • Die Daten stammen vom Januar 2019.
  • Der Glasinnendurchmesser war etwa 4,7 cm.
  • Die Verdunstung erfolgte ohne aktive Erwärmung.
  • Die Verdunstung erfolgte in einem bezeizten Raum.
  • Die Heizung heizte den Raum tagsüber auf etwa 18 Grad Celsius.
  • Nachts und am Wochenende erfolgt eine Absenkung auf etwa 16 Grad Celsius.
  • Die Gefäße standen auf etwa 1,8 m Höhe ohne Sonne.
  • Die Massen wurden mit einer Apothekerwaage gemessen.
  • Die Massen wurden oft gegen 12.00 Uhr mittags gemessen.
  • Das Leergewicht des Bechers für Wasser war 48,5 g.

Daten


  • Spalte 1: Hochlaufende Nummer des Versuchstages
  • Spalte 2: Datum der Messung im Klartext
  • Spalte 3: Gesamtgewicht Wasser + Becher in g
  • Spalte 4: Berechnete Höhe der Wassersäule in mm
  • Spalte 5: Höhenverlust gegenüber dem Vortag in mm

  • 001 | 07. Jan. 2019 | 83,3 | 20 mm | nicht sinnvoll
  • 002 | 08. Jan. 2019 | 82,2 | 19 mm | 1 mm
  • 003 | 09. Jan. 2019 | 80,6 | 19 mm | 0 mm
  • 004 | 10. Jan. 2019 | 79,0 | 18 mm | 1 mm
  • 005 | 11. Jan. 2019 | 77,1 | 16 mm | 2 mm
  • 006 | 12. Jan. 2019 | 75,3 | 15 mm | 1 mm
  • 007 | 13. Jan. 2019 | keine Messung
  • 008 | 14. Jan. 2019 | 73,1 | 14 mm | nicht sinnvoll
  • 009 | 15. Jan. 2019 | 71,6 | 13 mm | 1 mm
  • 010 | 16. Jan. 2019 | 70,3 | 13 mm | 0 mm
  • 011 | 17. Jan. 2019 | 68,7 | 12 mm | 1 mm
  • 012 | 18. Jan. 2019 | keine Messung
  • 013 | 19. Jan. 2019 | 65,2 | 10 mm | nicht sinnvoll
  • 014 | 20. Jan. 2019 | keine Messung
  • 015 | 21. Jan. 2019 | 62,3 | 8 mm | nicht sinnvoll
  • 016 | 22. Jan. 2019 | 60,5 | 7 mm | 1 mm
  • 017 | 23. Jan. 2019 | 58,4 | 6 mm | 1 mm
  • 018 | 24. Jan. 2019 | 56,7 | 5 mm | 1 mm
  • 019 | 25. Jan. 2019 | 55,1 | 4 mm | 1 mm
  • 020 | 26. Jan. 2019 | 53,4 | 3 mm | 1 mm
  • 021 | 27. Jan. 2019 | keine Messung
  • 022 | 28. Jan. 2019 | 50,9 | 1 mm | nicht sinnvoll
  • 023 | 29. Jan. 2019 | 48,2 | 0 mm | 1 mm

Staubeintrag


  • Auch nach dem vollständigen Verdunsten des Spiritus wurde die Bechermasse gewogen.
  • Der Becher stand auch weiterhin direkt neben den Bechern von Wasser und Glycerin.
  • Mit der Wiegung soll gesehen werden, ob vielleicht eingetragener Staub eine Rolle spielt.
  • Wenn der leere Becher mit der Zeit an Masse gewinnt, muss man vielleicht Staub berücksichtigen.
  • Es gab keinen erkennbaren oder messbare Staubeintrag

Fußnoten


  • [1] Als Meniskus bezeichnet die Wölbung von Flüssigkeiten an den Rändern von Gefäßen. Siehe dazu unter Meniskus (Meßzylinder) ↗
  • [2] Als Verdunstung bezeichnet man einen "Prozeß, bei dem Wasser bei Temperaturen unter dem Siedepunkt vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Wassermoleküle lösen sich aus dem Molekülverband und entweichen durch die Flüssigkeitsoberfläche in die Atmosphäre." In: der Artikel "Verdunstungprozeß". Spektrum Lexikon der Physik. Abgerufen am 19. Oktober 2025. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/verdunstungsprozess/17474
  • [4] Eine Proxy-Variable, etwa das Gesamtgewicht von Becher mit Flüssigkeit, ist eine Variable, die man bequem messen kann oder aus einem anderen Grund schon mit Werten zur Verfügung hat. Die Proxy-Variable ist aber noch nicht die Variable, deren eigentlicher Wert interessiert. Man muss die Werte der Proxy-Variablen erst noch umrechnen, um den Wert der eigentlich interessierenden Variablen zu erhalten. Siehe mehr unter Proxy-Variable ↗