Sachbuch

Dampfheber und Physikdidaktik

Johannes Grebe-Ellis

Höhepunkt seines Vortrags war eine packende Darstellung zur Wärmelehre im Rahmen der Physikepoche der 9. Klasse. Er zeigte, wie das Zusammenspiel von Temperatur, Druck und Volumen im Übergang zum Wasserdampf eine charakteristische Grenze überschreitet und dabei unter bestimmten Bedingungen mit explosionsartigen Fontänen oder brodelndem Sieden einhergeht, wie es von Geysiren bekannt ist.

Auf die Frage aus dem Publikum, wo diese Experimente nachzulesen und zu erlernen wären, versprach Sommer, die Sache aufzuschreiben. Das Ergebnis liegt nun vor, und es enthält mehr: Den Versuchsreihen zur Volumen- und Druckänderung beim Verdampfen und Kondensieren (1), zur Druckabhängigkeit der Siedetemperatur von Wasser (2) und zur latenten Wärme (3) ist eine umfängliche Versuchsanleitung zum Dampfheber vorangestellt. Der Dampfheber besteht aus einem senkrecht stehenden Zylinder mit Kolben, der den hohen Expansionsdruck heißen Wasserdampfs in mechanischen Hub von Lasten umsetzt. Als Vorstufe zur Dampfmaschine von Newcomens kann mit ihm gezeigt werden, wie das freie Spiel der Kräfte am Phasenübergang in druckfeste Volumina eingefangen und durch eine kontrollierte Führung der Prozesse technisch dienstbar gemacht werden kann.

Bis hierher mag das physikalisch interessant klingen. Was hat das mit Physikunterricht an Waldorfschulen zu tun? Wer einmal die Phasengliederung des Hauptunterrichts (Schluss – Urteil – Begriff) von einem erfahrenen Waldorflehrer für den Physikunterricht ausbuchstabiert bekommen möchte, der kommt hier auf seine Kosten: Alle Versuchsreihen des beschriebenen Unterrichtsgangs zur Wärmelehre und insbesondere die Behandlung des Dampfhebers folgen dem Dreischritt 1. Demonstrationsversuch, 2. Ordnen der Beobachtungen und 3. Auswertung. Es ist eine Freude zu sehen, dass hier ein waldorfpädagogischer Gesichtspunkt auf eine Weise wirksam wird, die jeden überzeugen kann, der an gutem Physikunterricht interessiert ist. Die Broschüre ist ansprechend gestaltet. Sie fügt sich in solider Machart und frischer Grafik in das stark gewachsene Spektrum ähnlicher Publikationen der Kasseler Lehrmittelabteilung ein und zeigt, wie sich dieser seit Jahrzehnten bestehende Betrieb auf gewandelte Anforderungen einstellt: Der Text ist durchgehend zweisprachig (deutsch / englisch) ausgeführt und befindet sich gemäß der Richtlinie für die Sicherheit im Unterricht (RiSU) auf dem neuesten Stand. Ein weiterer Band zum Thema Elektroakustik und digitale Kommunikation ist in Vorbereitung.

Wilfried Sommer: Phasenübergang Wasser/Wasserdampf – Anleitung zum Dampfheber. Physik 9. Klasse, Band 2., 139 S., EUR 15,–, edition waldorf, Stuttgart 2021