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Kohäsion und Adhäsion

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Bild 1: Ein Wassertropfen im Gleichgewicht von Kohäsion und Gravitation

Beim Arbeiten mit Holz wird unter anderem geklebt. Aber wie kommt es eigentlich dass der Klebstoff zwei Holzteile zusammenhalten kann? Das hat mit Kohäsion (Zusammenhangskrafr) und Adhäsion (Anhangskraft) zu tun.

Um was handelt es sich dabei genau? Das erkläre ich dir im Folgenden.

Kohäsion (Zusammenhangskraft)

Versuch 1:
Breche ein Kreidestück und eine Holzleiste von gleicher Stärke mit der Hand durch. Was bemerkst du?
Ergebnis: Die beiden Stoffe setzen dem Brechen unterschiedlich viel Widerstand entgegen.

Warum dieser Versuch? Was du soeben gespürt hast, waren die unterschiedlichen Kohäsionskräfte von Kreide und Holz. Alle Stoffe sind aus vielen, vielen Molekülen und Atomen aufgebaut. Ohne eine Kraft die sie zusammenhält würden sie auseinanderfallen. Kohäsion oder die Zusammenhangskraft hält also alle Stoffe in sich zusammen. Die Kohäsionskraft ist, wie beim Versuch herausgefunden, bei jedem Stoff unterschiedlich. Die Zustandsformen von Stoffen können durch Wärmeeinfluss auch verändert werden. Somit lässt sich auch die Kohäsion verändern.

Die Zusammenhangskraft erzeugt auf der Oberfläche eines Stoffes auch die Oberflächenspannung. Das ist besonders bei einem Wassertropfen wie auf Bild 1 gut erkennbar.

Versuch 2:
Klebe zwei Holzstücke aufeinander und löse sie wieder voneinander, bevor die Leimung getrocknet ist. Klebe die beiden Holzstücke dann wieder aufeinander und warte bis die Leimung getrocknet ist. Versuche dann die beiden Holzstücke wieder voneinander zu lösen. Was ist der Unterschied?
Ergebnis: Um die gehärtete Leimung zu trennen ist viel mehr Kraft nötig. Die noch feuchte Leimung ist leicht zu lösen.
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Bild 2

Was zeigt uns dieser Versuch? Bei festen Stoffen ist die Kohäsion immer stärker als bei flüssigen Stoffen. Bei Gasen ist sie nur noch minimal. Bei festen Stoffen liegen die Moleküle starr und dicht beieinander. Die Moleküle von Flüssigkeiten ist, wie die frische Verleimung zeigt beweglicher, die Kohäsion ist somit geringer.

Das ist auch der Grund warum wir für Flüssigkeiten ein Gefäß benötigen um sie zusammen zu halten. Gasmoleküle sind frei, deshalb brauchen wir für sie sogar ein geschlossenes Gefäß um sie zu halten. Apropos Gefäß, was passiert wenn du Wasser in ein Gefäß gibst? Das bringt uns zu einer anderen Kraft.

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Bild 3

Adhäsion (Anhangskraft)

Jetzt kommen wir zur zweiten großen Kraft, der Adhäsion. Adhäsion bewirkt beispielsweise, dass Wasser die Wand des Gefäßes „hochklettert“. Wegen der Adhäsionskräfte kommt es zu einer Randkrümmung. In Bild 3 kannst du sehen wie sich die Randkrümmung an einem Glas bemerkbar macht.

Dass die Adhäsionskräfte richtig stark sind kannst du in folgendem Versuch testen:

Versuch 3:
Lege eine Postkarte auf ein leeres Wasserglas. Lege dann auf eine der überstehenden Ecken eine Geldmünze. Was passiert? Fülle das Glas nun randvoll mit Wasser. Lege dann die Postkarte wieder oben auf, so dass das Wasser die Karte berührt. Lege jetzt auf eine überstehende Kante der Karte eine Geld-Münze nach der anderen. Was ist der Unterschied?
Ergebnis: Die Postkarte fällt bei Kontakt mit dem Wasser nicht runter. Sie wird durch Adhäsion festgehalten.

 

Wusstest du schon?
Warum hält eine Postkarte dann nicht auf der Tischkante? Weil sich dann Luft zwischen Karte und Tisch drängt. Wasser verdrängt die Luft. Luft verhindert also Adhäsion.

Adhäsion wirkt also als starke Anhangskraft zwischen den Molekülen verschiedener Stoffe. Was hat das Ganze jetzt mit dem Kleben von Holz zu tun? Sehr viel! Der Zusammenhalt von Leim auf Holz ist hauptsächlich auf die Adhäsion zurückzuführen. Das mit Wasser versetzte Leimpulver verdrängt die Luft aus den Poren, füllt Unebenheiten und lässt die Adhäsion gleichmäßig auf die ganze Holzoberfläche wirken.

Auch die Kohäsion ist am wirken wenn du etwas klebst. Die Zusammenhangskraft bewirkt den Zusammenhalt des Klebstoffs an sich. Die Kohäsionskräfte sind verantwortlich für das Fließverhalten und die Zähigkeit des Leims. Auch die Härte des getrockneten Leims ist davon abhängig.

Wusstest du schon?
Die Adhäsion spürst du auch beim Autofahren. Sie bewirkt die Straßenhaftung (den „Grip“), also dass die Gummireifen des Autos am Boden haften und wir in einer Kurve nicht umkippen.

Fazit

Kurz und knapp:

  • Kohäsion ist die Anziehungkraft zwischen den Molekülen innerhalb eines Stoffes.
  • Adhäsion ist die Anziehungkraft zwischen den Molekülen verschiedener Körper.

Beides sind sehr starke Kräfte, wie du bei dem Versuch mit der Postkarte bestimmt bemerkt hast. Deshalb könne wir sie bei vielen Dingen gut nutzen. Zum Beispiel beim Kleben von Holz. Durch Kohäsion und Adhäsion wird auch erst die Kapillarwirkung möglich.



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