Die perfekte Sandburg

1) Einleitung

Folgende Aufgabenstellung haben wir behandelt: "Beim Bauen einer Sandskulptur hängt die Stabilität unter anderem vom Feuchtigkeitsgehalt des Sandes ab. Ermittle das perfekte Verhältnis von Sand und Wasser und untersuche, welche anderen Faktoren die Stabilität des Sandes bestimmen.“ Das Phänomen des Projektes lässt sich auf den Kapillareffekt zurückführen, welcher Kapillarbrücken bildet. Im wesentlichen untersuchen wir also den Parameter "Wassergehalt". Andere Faktoren konnten wir leider nicht bestimmen, da uns die Zeit fehlte.

2.) Theoretischer Ansatz

2.1 Kapillarbrücken

Der Kapillareffekt beschreibt, wenn sich Kapillarbrücken, also Flüssigkeitsbrücken, in kleinen Hohlräumen oder innerhalb eines Granulates bilden. (Spektrum – Lexikon der Physik) Der Effekt tritt zum Beispiel bei brennenden Kerzen auf, wenn der Docht flüssiges Wachs „hochsaugt“. Kapillarbrücken bilden sich aus, wenn in den Hohlräumen oder in dem Granulat, die Adhäsion (Grenzflächenspannung), also die Kraft, mit der sich zwei Phasen anziehen, zwischen der Flüssigkeit und dem Feststoff höher ist als die zwischen Flüssigkeit und umliegenden Gas. Das liegt daran, das Flüssigkeiten, genau wie alle Stoffe, versuchen den energetisch günstigsten Zustand zu erreichen, also eine möglichst geringe Oberflächenenergie. (Spektrum – Lexikon der Geografie).