15 Sphären

Welche Form hat bei gleichem Volumen die kleinste Oberfläche?
Der Kegel
Der Zylinder
Die Sphäre

Die Sphäre ist der Körper mit dem kleinsten Oberflächen/Volumen Verhältnis. Deshalb haben auch viele Früchte und Gemüsesorten eine eher runde Form: Die Produktion der Schale erfordert eine höhere Energie, es ist also vorteilhaft möglichst wenig davon zu produzieren. Da die Sphäre das größte Volumen unter der kleinsten Oberfläche hat, ist dies die optimale Form.

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Die Sphäre ist der Körper mit dem kleinsten Oberflächen/Volumen Verhältnis. Deshalb haben auch viele Früchte und Gemüsesorten eine eher runde Form: Die Produktion der Schale erfordert eine höhere Energie, es ist also vorteilhaft möglichst wenig davon zu produzieren. Da die Sphäre das größte Volumen unter der kleinsten Oberfläche hat, ist dies die optimale Form.

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Wenn man einen Eiswürfel und eine Eissphäre gleichen Volumens hat, welcher schmilzt schneller?
Der Eiswürfel
Die Eissphäre
Beide gleich

Wie wir bei der vorherigen Frage heraus gefunden haben hat die Sphäre die kleinste mögliche Oberfläche. Dadurch ist die Kontaktfläche mit der warmen Außenwelt geringer und die Sphäre schmilzt langsamer.

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Wie wir bei der vorherigen Frage heraus gefunden haben hat die Sphäre die kleinste mögliche Oberfläche. Dadurch ist die Kontaktfläche mit der warmen Außenwelt geringer und die Sphäre schmilzt langsamer.

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Welche Form hat ein 2 mm großer fallender Regentropfen?

a
b
c

Wenn ein Tropfen anfängt sich von einem Körper zu lösen entsteht eine Einschnürung. Jedoch verjüngt sich diese nicht weiter zu der bekannten „Tropfenform“, sondern zieht sich in die Länge bis dass der Tropfen sich vom Faden löst.

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Wenn ein Tropfen anfängt sich von einem Körper zu lösen entsteht eine Einschnürung. Jedoch verjüngt sich diese nicht weiter zu der bekannten „Tropfenform“, sondern zieht sich in die Länge bis dass der Tropfen sich vom Faden löst.

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Warum ist ein fallender Tropfen sphärisch?
Wegen der Oberflächenspannung
Wegen dem Doppler-Effekt
Wegen dem Matilda-Effekt

Die Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an. Das heißt, ein Molekül im Inneren des Tropfens ist umgeben von anderen Molekülen, die miteinander wechselwirken. Die Wassermoleküle, die sich an der Oberfläche des Tropfens befinden, sind außerhalb des Tropfens von der Luft umgeben, mit der sie nur sehr gering wechselwirken. Die Wassermoleküle im Inneren des Tropfens ziehen die äußeren jedoch weiterhin an, wodurch eine gerichtete Kraft im Inneren des Tropfens entsteht, die sogenannte Oberflächenspannung. Dies führt dazu, dass der Tropfen die kleinste mögliche Oberfläche einnimmt, eine Sphäre.

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Die Wassermoleküle ziehen sich gegenseitig an. Das heißt, ein Molekül im Inneren des Tropfens ist umgeben von anderen Molekülen, die miteinander wechselwirken. Die Wassermoleküle, die sich an der Oberfläche des Tropfens befinden, sind außerhalb des Tropfens von der Luft umgeben, mit der sie nur sehr gering wechselwirken. Die Wassermoleküle im Inneren des Tropfens ziehen die äußeren jedoch weiterhin an, wodurch eine gerichtete Kraft im Inneren des Tropfens entsteht, die sogenannte Oberflächenspannung. Dies führt dazu, dass der Tropfen die kleinste mögliche Oberfläche einnimmt, eine Sphäre.

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Was is das rundeste Objekt der Erde?
Ein Tropfen
Die Erde selbst
Eine von Menschen hergestellte Silizium-Kugel

Sie wurde von einem internationalen Forscher Team hergestellt, hat einen Durchmesser von 10 cm und besitzt eine Rauheit von lediglich einem Nanometer. Wäre die Kugel so groß wie die Erde, wäre der höchste Berge gerade einmal 2 m hoch. Diese Silizium-Kugel wurde erschaffen, um möglicherweise das Urkilo zu ersetzen; ein 39 Millimeter großer Platin-Iridium Zylinder, welcher in einem Tresor in Paris weggeschlossen ist und kontinuierlich an Gewicht verliert, was ein großes Problem darstellt. Nun soll das Kilo an die Anzahl der Atome dieser Silizium Kugel gebunden werden.

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Sie wurde von einem internationalen Forscher Team hergestellt, hat einen Durchmesser von 10 cm und besitzt eine Rauheit von lediglich einem Nanometer. Wäre die Kugel so groß wie die Erde, wäre der höchste Berge gerade einmal 2 m hoch. Diese Silizium-Kugel wurde erschaffen, um möglicherweise das Urkilo zu ersetzen; ein 39 Millimeter großer Platin-Iridium Zylinder, welcher in einem Tresor in Paris weggeschlossen ist und kontinuierlich an Gewicht verliert, was ein großes Problem darstellt. Nun soll das Kilo an die Anzahl der Atome dieser Silizium Kugel gebunden werden.

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In der molekularen Küche werden heiße, mit Agar-Agar versetzte Saft-Tropfen ins Öl pipettiert, um sie in ihrer sphärischen Form zu gelieren. Woher kommt das verwendete Agar-Agar?
Aus den Zellwänden von Rotalgen
Aus Fischaugen
Aus den Wurzeln des Rapses

Agar-Agar ist ein Polysaccharid, also ein Mehrfachzucker bei welchem die Einfachzucker Agarose und Agaropektin miteinander verbunden sind. Die Zellwand, in der sich das Agar-Agar befindet, gibt der Zelle eine stabile Form.

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Agar-Agar ist ein Polysaccharid, also ein Mehrfachzucker bei welchem die Einfachzucker Agarose und Agaropektin miteinander verbunden sind. Die Zellwand, in der sich das Agar-Agar befindet, gibt der Zelle eine stabile Form.

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Um Sphären in der Küche herzustellen kann auch die „Sphärisierung“ verwendet werden. Dazu wird Natriumalginat in die gewünschte Flüssigkeit gegeben und in ein Wasserbad getropft. Das Wasserbad enthält welches Salz?

Calciumchlorid
Lithiumchlorid
Caesium Chlorid

Calciumchlorid: Natriumalginat besteht aus einem negativ geladenen Alginat Molekül und einem einfach positiv geladenen Natrium-Ion. Da das Natrium-Ion einfach geladen ist, kann es nur mit einem Alginat Molekül interagieren. Tropft man es in Calciumchlorid, wird das einfach geladene Natrium durch das zweifach geladene Calcium-Ion ersetzt. Dieses kann dann mit zwei Alginat Molekülen interagieren wodurch sich eine feste Membran bildet.

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Calciumchlorid: Natriumalginat besteht aus einem negativ geladenen Alginat Molekül und einem einfach positiv geladenen Natrium-Ion. Da das Natrium-Ion einfach geladen ist, kann es nur mit einem Alginat Molekül interagieren. Tropft man es in Calciumchlorid, wird das einfach geladene Natrium durch das zweifach geladene Calcium-Ion ersetzt. Dieses kann dann mit zwei Alginat Molekülen interagieren wodurch sich eine feste Membran bildet.

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Wer ist ein bekannter Koch der sphärischen molekularen Küche?
Johann Lafer
Lea Linster
Ferran Adrià

Ferran Adrià begann seine Karriere als einfacherer Tellerwäscher und wurde schnell zum Superstar unter den Köchen. Schon im Jahre 1994 experimentierte er in der Molekularküche. Was anfangs nur wenig Publikum anzog wurde schnell zum 3-Sterne-Restaurant in welchem in einem halben Jahr nur 8000 bedient wurden. Das restliche Jahr über forschte er an neuen Rezepten.

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Ferran Adrià begann seine Karriere als einfacherer Tellerwäscher und wurde schnell zum Superstar unter den Köchen. Schon im Jahre 1994 experimentierte er in der Molekularküche. Was anfangs nur wenig Publikum anzog wurde schnell zum 3-Sterne-Restaurant in welchem in einem halben Jahr nur 8000 bedient wurden. Das restliche Jahr über forschte er an neuen Rezepten.

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Dieses Quiz wurde vom Luxembourg Science Center in Differdingen verfasst. Besuchen sie das Zentrum um mehr über Sphären und andere wissenschaftliche Themen zu erfahren!
 
 
Dieses Quiz wurde vom Luxembourg Science Center in Differdingen verfasst. Besuchen sie das Zentrum um mehr über Sphären und andere wissenschaftliche Themen zu erfahren!
 
 
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