Benutzer:Buss-Haskert/Wärmelehre/Wärmetransport: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 12. April 2023, 12:40 Uhr

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Schullogo HLR.jpg


Sonnenenergie und Wärme

Wärme kann auf verschiedene Arten von einem Ort zu einem anderen gelangen:

Wärmeleitung, Wärmeströmung (Wärmemitführung bzw. Konvektion) und Wärmestrahlung.

6. Wärmeleitung

Wärmeleitung in festen Körpern

Wärmeleitung - Schülerexperiment

Stelle einen Holzlöffel, einen Metalllöffel und einen Plastiklöffel so in eine Tasse mit heißem Wasser, dass sie sich nicht berühren. Fasse nach einigen Minuten die Enden der Löffel an und spüre, wie heiß diese geworden sind.
Zeichnung:
Beobachtung: Notiere deine Beobachtung.

Ergebnis: Formuliere gemeinsam mit deiner Gruppe eine Erklärung.
Der Metalllöffel wird am oberen Ende des Löffels schnell heiß, der Holzlöffel und der Plastiklöffel nicht.

Im Metalllöffel wird die Wärme innerhalb des Löffels weitergeleitet.

Erklärung: Die Teilchen im Metalllöffel schwingen die warmen Teilchen stärker als die kalten. Die kalten Teilchen werden angestoßen und beginnen auch zu schwingen. Sie erwärmen sich. Diese Form des Wärmetransports nennen wir Wärmeleitung.
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Wärmeleitung in Flüssigkeiten - Schülerexperiment

Lege ein Stückchen Eis in ein Reagenzglas und halte es mit einem kleinen Draht unten am Boden. Fülle das Glas mit Wasser und erhitze dies am oberen Ende des Reagenzglases.
Zeichnung:
Beobachtung: Notiere deine Beobachtung.

Ergebnis: Formuliere gemeinsam mit deiner Gruppe eine Erklärung.
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Obwohl das Wasser oben im Reagenzglas siedet, schmilzt der Eiswürfel unten im Glas nicht.
Ergebnis: Wasser ist ein schlechter Wärmeleiter.


Aufgabe: Luft ist ein Isolator

Luft leitet die Wärme sehr schlecht. Luft heißt daher Isolator.

Erkläre mithilfe des Videos, warum eine Daunenjacke im Winter den Körper warm hält.
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Wärmeleitung - Zusammenfassung
Alle Metalle sind gute Wärmeleiter. Holz, Kunststoff, Styropor, Glas, Luft usw. sind schlechte Wärmeleiter, sie leiten die Wärme fast gar nicht. Sie heißen Isolatoren.




7. Wärmeströmung

Wärmeströmung - Schülerexperiment

Stelle den Spiritusbrenner an die rechte untere Seite des Zirkulationsrohres und erhitze das Wasser 3 Minuten lang. Gib dann ein wenig Färbemittel in das Rohr und beobachte, wie sich die Farbe im Rohr verteilt.
Zeichnung:
Wärmeströmung Schülerexperiment.jpg
Beobachtung: Notiere deine Beobachtung.

Ergebnis: Formuliere gemeinsam mit deiner Gruppe eine Erklärung.
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Beobachtung: Die Farbe fließt nur über die linke Seite in das Rohr.

Das Wasser steigt an der erwärmten Seite nach oben. Es bewegt sich im Kreis.
Das Wasser wird erwärmt. Es dehnt sich aus und ist dann leichter als das kalte Wasser. Das schwere kalte Wasser sinkt nach unten. Das leichtere warme Wasser steigt nach oben und nimmt die Wärme mit. Dieser Wärmetransport heißt Wärmeströmung oder Konvektion.


Warmluftturbine

Auf der Seite Leifiphysik findest du das Experiment "Warmluftturbine". Führe das Experiment durch und schriebe ein Versuchsprotokoll.

Link zum Experiment

Aufbau eines Versuchsprotokolls:
1. Aufbau und Versuchsbeschreibung<br 2. Zeichung
3. Beobachtung

4. Ergebnis/Erklärung
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8. Wärmestrahlung

Wärmestrahlung - Schülerexperiment

...
Zeichnung:
Beobachtung: Notiere deine Beobachtung.

Ergebnis: Formuliere gemeinsam mit deiner Gruppe eine Erklärung.


Absorption und Reflexion von Wärmestrahlung - Schülerexperiment

Der schwarze und der weiße Erlenmeyerkolben werden randvoll mit eingefärbtem Wasser gefüllt und die Kapillarrohre mit Gummistopfen aufgesteckt gesteckt. Die Flüssigkeit soll in beiden Rohren gleich hoch stehen.
Zeichnung:
Beobachtung:

Zeit [min] 3 5 10
Stand Flüssigkeit schwarz
Stand Flüssigkeit weiß

Notiere deine Beobachtung.

Ergebnis: Formuliere gemeinsam mit deiner Gruppe eine Erklärung.
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Übungen zum Wärmetransport


Film: Das Passiv-Haus (WDR)

Wie wird beim Passiv-Haus die Wärme im Haus erzeugt und gehalten und wie bleibt die Kälte draußen? Notiere Stichpunkte.


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