Aus schwarz wird weiß – ein physikalischer Zaubertrick

Bei diesem Zaubertrick wird aus schwarzem Kaffee weiße Milch. Dabei kommt eine raffinierte Überlaufmethode aus der Physik zum Einsatz.

Heute geht es um einen Zaubertrick, bei dem mit kaltem, abgestandenem Kaffee Verwunderliches passiert…

So bereiten Sie den Trick vor

Lust auf eine Vorführung nach der Kaffeepause? Dann gießen Sie doch einfach den abgestandenen Rest aus Ihrer Tasse in die bereit gestellte Kanne und – oh Wunder – aus der Tülle fließt (wahlweise) klares Wasser oder sogar Milch in ein Glas.

Allerdings müssen Sie vorher eine geeignete Kanne präparieren. Bei der Kanne sollte zunächst die Tülle in etwa in Kannenhöhe enden. Außerdem muss der Einfüllbereich der Kanne möglichst breit sein, warum werden Sie gleich merken. Alternativ können Sie sich auch mit einer (undurchsichtigen) Plastikflasche mit wasserdicht eingeklebtem Schlauch weiterhelfen. Eine Kanne ist für die Darbietung natürlich attraktiver; das Foto (Abb. 1) zeigt eine alte Emaille-Kanne, mit der die Autorin experimentiert hat. Zusätzlich benötigen Sie noch einen kleinen Plastikbecher, vielleicht von Quark oder Joghurt, der gut von oben in die Kanne eingefügt werden kann.

Nun füllen Sie die Kanne bis knapp unter den Rand mit Wasser (oder Milch) und platzieren darauf den Becher. Überschüssige Flüssigkeit wird dabei ablaufen; vielleicht müssen Sie den Becher noch mit einer Münze beschweren, damit er nicht oben übersteht und die Zuschauer ihn sehen können. Hier wird der Vorteil einer Plastikflasche deutlich!

So funktioniert der perfekte Farbwechsel

Wenn Sie nun den alten Kaffee in den inneren Behälter füllen, wird der Becher schwerer und sinkt nach unten. Dabei wird Wasser oder Milch verdrängt, der Pegel steigt an, bis die Flüssigkeit durch die Tülle (oder den Schlauch) – sehr zum Erstaunen der Zuschauer – abfließt (Abb. 2). Pfiffigerweise entspricht die Menge des weg gedrückten Wassers genau der Kaffeemenge, die in den schwimmenden Behälter gegossen wurde. Eigentlich ganz simpel, aber man durchschaut es nicht gleich!

Der Sohn der Autorin hat den Kannentrick einmal bei einer Feier im Kindergarten vorgeführt. Dabei hat er jedoch einen Fehler begangen: Er füllte oben gelbes Wasser rein, aus der Tülle kam schwarzes heraus! Ein Tipp lag hier nahe: Die Flasche enthält einfach nur Farbe! Also: Auf jeden Fall etwas Dunkles hinein, etwas Helles heraus!

Volumen und Dichte nach der Überlaufmethode

So banal dieser Trick anmutet, er hat eine reale, physikalische Anwendung, nämlich die Volumen- oder Dichtemessung. Manchmal muss man beim Arbeiten im Labor (oder sonstwo) das Volumen (oder gar die Dichte = Masse durch Volumen) eines unförmigen Körpers bestimmen. Und man weiß noch nicht einmal, woraus er besteht. Hier hilft eine einfache Längenmessung nicht weiter. Also setzt man den Körper in einen Messbecher mit Wasserfüllung und misst den Wasseranstieg.

Voilà, und hier ist die Umrechnung: 1000 ml, also 1 Liter Wasser hat (bei üblicher Temperatur und normalem Luftdruck) ziemlich genau ein Volumen von 1 dm³, also 1 ml entspricht 1 cm³. Das Dumme ist nur, dass man diesen Wasseranstieg oft nicht genau ablesen kann, besonders, wenn der Probekörper relativ klein ist. Also bringt man das verdrängte Wasser zum Überlaufen, zielgenau in einen (kleinen!) Messbecher mit genauer Einteilung. Oder man nutzt ein Überlaufgefäß für die Volumenmessung (Abb. 3).

Eine schreckliche Lehrerin und Archimedes als „Erfinder“

In ihrer Zeit als Lehrerin hat die Autorin ihre Schüler regelmäßig mit solch einer (schlimmen!) Aufgabe konfrontiert. Dazu hatte sie (möglichst unförmige) Steine ganz unterschiedlicher Art gesammelt und angemalt. Schließlich sollte man den Steinen Art und Herkunft nicht gleich ansehen! Nun sollten die Schüler deren Dichte messen und dann mithilfe eines Tabellenbuches (ja, so etwas gibt es tatsächlich) herausfinden, um welches Steinmaterial es sich handelte, also z.B. Granit oder Basalt etc. Das Volumen dieser unförmigen Steine musste bei dieser Aufgabe mit der Überlaufmethode so genau wie möglich bestimmt werden, vor allem deswegen, da die Dichtewerte der Gesteine keine riesigen Variationen aufweisen. Das Bestimmen der Masse dagegen war einfach: Man nehme eine (möglichst genaue) Waage.

Als erster soll um 250 v. Chr. Archimedes mit Überlaufgefäß und Waage eine Dichte- und damit Materialbestimmung durchgeführt haben. Er sollte nämlich prüfen, ob die Krone des Königs aus reinem Gold gefertigt sei (was sie definitiv nicht war, es war anderes Metall beigemischt). Der Geschichte nach soll er beim Baden die Lösung gefunden haben, als er nämlich das überlaufende Wasser sah. Heureka! (Zu Deutsch: Ich hab’s gefunden!).

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