Valentin Geiger, Philipp Knabl und Nicolas vom Scheidt (alle 8d, 2020/21) reichten für den Wettbewerb Jugend forscht 2020 ein Projekt mit dem Titel „Untersuchung des Kamineffektes zur Abkühlung von heißen Flüssigkeiten“ ein. Der Kamineffekt beschreibt das physikalische Phänomen, dass heiße Luft aufgrund ihrer geringeren Dichte in einem Schacht nach oben steigt und so am unteren Ende des Schachtes einen Sog erzeugt, der frische Luft nachströmen lässt. Die Schüler untersuchten, ob und wie heiße Flüssigkeiten mit Hilfe des Kamineffektes schneller abgekühlt werden können, zum Beispiel um sie nach dem Kochen zügig auf eine trinkbare Temperatur zu bringen.

Dazu bauten die Schüler verschiedene kaminartige Aufsätze, brachten diese über einer Schale mit kochendem Wasser an und maßen die Temperaturkurven des abkühlenden Wassers. Dabei fanden sie heraus, dass ein aufgesetzter Kamin die Abkühlung beschleunigen kann und dass eine Bauform, die ein Rohr mit einem Konus kombiniert, besonders wirksam ist.

Um genauer zu verstehen, wie das funktioniert, untersuchten sie dann die Abhängigkeit der Sogwirkung des Kamins von der Wassertemperatur. Dabei konnten sie nachweisen, dass die Sogwirkung in etwa linear mit der Temperatur des Wasserreservoirs ansteigt. Zuletzt untersuchten sie dann, ob sich der Kamineffekt mit einem Lüfter künstlich verstärken lässt. Dabei konnten sie zeigen, dass die Abkühlgeschwindigkeit mit steigender Lüfterleistung zunimmt und dass schon mit einem kleinen Lüfter die Flüssigkeit um ein Vielfaches schneller abgekühlt werden kann.

Mit der Arbeit gewann die drei Schüler 2020 den ersten Preis im Fachgebiet Physik im Regionalwettbewerb „Schüler experimentieren“ und qualifizierten sich so für den Landeswettbewerb, der dann aber wegen Corona ausfiel. Für das Jahr 2021 verbesserten sie ihre Arbeit dann weiter und damit gewannen den zweiten Preis.