Benutzer:Buss-Haskert/Wärmelehre: Unterschied zwischen den Versionen
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{{Fortsetzung|vorher=zurück zur Seite der Herta-Lebenstein-Realschule|vorherlink=Herta-Lebenstein-Realschule}} | {{Fortsetzung|vorher=zurück zur Seite der Herta-Lebenstein-Realschule|vorherlink=Herta-Lebenstein-Realschule}} | ||
[[Datei:Schullogo HLR.jpg|rechts|rahmenlos|80x80px]] | [[Datei:Schullogo HLR.jpg|rechts|rahmenlos|80x80px]] | ||
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[[Datei:QR Code zum Lernpfad Wärmelehre HLR.jpg|links|rahmenlos|200x200px]] | |||
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{{Navigation|[[Benutzer:Buss-Haskert/Wärmelehre|1. Temperatur und Temperaturmessung<br> | |||
2. Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt<br> | |||
3. Gase werden erwärmt und abgekühlt<br> | |||
4. Feste Körper werden erwärmt und abgekühlt<br> | |||
5. Die Aggregatzustände im Teilchenmodell]]<br> | |||
[[Benutzer:Buss-Haskert/Wärmelehre/Wärmetransport| 6. Wärmeleitung<br> | |||
7. Wärmeströmung<br> | |||
8. Wärmestrahlung]] | |||
}} | |||
==Sonnenenergie und Wärme== | ==Sonnenenergie und Wärme== | ||
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===1.2 Das Flüssigkeitsthermometer=== | ===1.2 Das Flüssigkeitsthermometer=== | ||
Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir | Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir Thermometer verwenden. | ||
{{Box|Das Flüssigkeitsthermometer|Flüssigkeitsthermometer besitzen teils verschiedene Messbereiche und Formen, je nachdem, wo sie eingesetzt werden. Der Aufbau und die Funktionsweise sind bei allen Flüssigkeitsthermometern gleich. | {{Box|Das Flüssigkeitsthermometer|Flüssigkeitsthermometer besitzen teils verschiedene Messbereiche und Formen, je nachdem, wo sie eingesetzt werden. Der Aufbau und die Funktionsweise sind bei allen Flüssigkeitsthermometern gleich. | ||
Aufbau:<br> | Aufbau:<br> | ||
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Wie kannst du deine Beobachtung auch anders darstellen? | Wie kannst du deine Beobachtung auch anders darstellen? | ||
|3=Experimentieren}} | |3=Experimentieren}} | ||
{{Lösung versteckt|[[Datei:Foto Versuchsaufbau Wir messen Temperaturen.jpg|rahmenlos]]|Foto Versuchsaufbau|Verbergen}} | |||
{{Lösung versteckt|[[Datei:Wertetabelle wir messen Temperaturen.jpg|rahmenlos]]<br> | {{Lösung versteckt|[[Datei:Wertetabelle wir messen Temperaturen.jpg|rahmenlos]]<br> | ||
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{{Box|Übung - ANTON App|Bearbeite die Aufgaben zum Thema "Temperatur und Wärme" in der [https://anton.app/de/ ANTON-App].|Üben}} | {{Box|Übung - ANTON App|Bearbeite die Aufgaben zum Thema "Temperatur und Wärme" in der [https://anton.app/de/ ANTON-App].|Üben}} | ||
==2 Flüssigkeiten werden erwärmt== | ==2 Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt== | ||
===2.1 Wie heiß kann Wasser werden? Wie kalt kann Wasser werden?=== | ===2.1 Wie heiß kann Wasser werden? Wie kalt kann Wasser werden?=== | ||
{{Box|1=Wie heiß kann Wasser werden?|2=Baue das Experiment wie im Bild gezeigt auf. Miss die Temperatur zu Beginn. Erwärme das Wasser 10 Minuten lang und miss alle 30 Sekunden die Temperatur. <br> | {{Box|1=Wie heiß kann Wasser werden?|2=Baue das Experiment wie im Bild gezeigt auf. Miss die Temperatur zu Beginn. Erwärme das Wasser 10 Minuten lang und miss alle 30 Sekunden die Temperatur. <br> | ||
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{{LearningApp|app=pqafn9ann23|width=100%|height=600px}} | {{LearningApp|app=pqafn9ann23|width=100%|height=600px}} | ||
{{Box|Aufgabe 5|Löse den nachfolgenden Lückentext zu den Besonderheiten des Wassers.|Üben}} | {{Box|Aufgabe 5: Hefteintrag: Anomalie des Wassers|Löse den nachfolgenden Lückentext zu den Besonderheiten des Wassers und übertrage ihn anschließend in dein Heft. Denke an eine Überschrift.|Üben}} | ||
<div class="lueckentext-quiz"> | <div class="lueckentext-quiz"> | ||
Wasser zeigt beim Abkühlen ein besonderes Verhalten. Bei '''4°C''' hat Wasser die '''größte''' Dichte und das '''kleinste''' Volumen. Diese Besonderheit heißt '''Anomalie''' des Wassers. Wird das Wasser weiter abgekühlt und gefriert, '''dehnt''' es '''sich aus'''. | Wasser zeigt beim Abkühlen ein besonderes Verhalten. Bei '''4°C''' hat Wasser die '''größte''' Dichte und das '''kleinste''' Volumen. Diese Besonderheit heißt '''Anomalie''' des Wassers. Wird das Wasser weiter abgekühlt und gefriert, '''dehnt''' es '''sich aus'''. | ||
{{Lösung versteckt|Hier findest du ein Video aus der Reihe "Löwenzahn": Wasser und Eis - Spuk am Bauwagen in der Mediathek von KIKA<br> | |||
https://www.zdf.de/kinder/loewenzahn/wasser-und-eis-104.html|Link zum Video Löwenzahn: Wasser und Eis- Spuk am Bauwagen|Verbergen}} | |||
</div> | </div> | ||
{{Box|Aufgabe 6 - leifiphysik|Löse auf der Seite leifiphysik die Aufgaben | {{Box|Aufgabe 6 - leifiphysik|Löse auf der Seite leifiphysik die Aufgaben | ||
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Versuchsbeschreibung: Ein Schlauch führt von einem Erlenmeyerkolben, der mit einem Stopfen mit Glasröhrchen verschlossen ist zu einem mit Wasser gefüllten Becherglas. Die Luft im Erlenmeyerkolben wird mit dem Spiritusbrenner erwärmt. Beobachte das Becherglas!<br> | Versuchsbeschreibung: Ein Schlauch führt von einem Erlenmeyerkolben, der mit einem Stopfen mit Glasröhrchen verschlossen ist zu einem mit Wasser gefüllten Becherglas. Die Luft im Erlenmeyerkolben wird mit dem Spiritusbrenner erwärmt. Beobachte das Becherglas!<br> | ||
Dann wird der Spiritusbrenner entfernt. Beobachte!<br> | Dann wird der Spiritusbrenner entfernt. Beobachte!<br> | ||
Zeichnung:. | Zeichnung:<br> | ||
[[Datei:Bläschen im Wasserglas (SV).jpg|rahmenlos]]<br> | |||
Beobachtung: Notiere deine Beobachtungen.<br> | Beobachtung: Notiere deine Beobachtungen.<br> | ||
Ergebnis: Erkläre deine Beobachtungen|Experimentieren}} | Ergebnis: Erkläre deine Beobachtungen|Experimentieren}} | ||
{{Lösung versteckt|1={{#ev:youtube|SPz9zUGKSBM|800|center}}|2=Video zum Experiment|3=Verbergen}}<br> | {{Lösung versteckt|1={{#ev:youtube|SPz9zUGKSBM|800|center}}|2=Video zum Experiment|3=Verbergen}}<br> | ||
{{Lösung versteckt|Beobachtung: Wird die Luft erwärmt, steigen nach einiger Zeit im Wasser Bläschen auf. <br> | {{Lösung versteckt|Beobachtung: Wird die Luft erwärmt, steigen nach einiger Zeit im Wasser Bläschen auf. <br> | ||
Kühlt die Luft wieder ab, steigt Wasser im Schlauch hoch.|Beobachtung|Verbergen}} | Kühlt die Luft wieder ab, steigt Wasser im Schlauch hoch.<br> | ||
[[Datei:Bläschen im Wasserglas SV .jpg|rahmenlos]]|Beobachtung|Verbergen}} | |||
{{Lösung versteckt|Erklärung: Die Luft im Erlenmeyerkolben wird erwärmt und dehnt sich aus. Sie geht durch den Schlauch bis in das Becherglas mit Wasser und dort steigen Luftbläschen auf.<br> | {{Lösung versteckt|Erklärung: Die Luft im Erlenmeyerkolben wird erwärmt und dehnt sich aus. Sie geht durch den Schlauch bis in das Becherglas mit Wasser und dort steigen Luftbläschen auf.<br> | ||
Kühlt die Luft wieder ab, zieht sie sich wieder zusammen. Dabei zieht sie das Wasser aus dem Becherglas in den Schlauch hinein.|Erklärung}} | Kühlt die Luft wieder ab, zieht sie sich wieder zusammen. Dabei zieht sie das Wasser aus dem Becherglas in den Schlauch hinein.|Erklärung}} | ||
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===4.1 Was geschieht, wenn wir feste Körper erwärmen?=== | ===4.1 Was geschieht, wenn wir feste Körper erwärmen?=== | ||
{{Box|Was geschieht, wenn wir eine Eisenkugel erwärmen?|Eine Eisenkugel passt im kalten Zustand genau durch ein Loch. Nun wird die Kugel über dem Sprititusbrenner erwärmt.<br> | {{Box|Was geschieht wenn wir feste Köper erwärmen? - Schülerexperiment|Versuchsbeschreibung: Schiebe die Stäbe so eng zusammen, dass der Ring gerade noch hindurchpasst. Halte ein wenig Abstand von den Kunststoff-Klemmschiebern. Halte den Ring mit dem Gummihandschuh fest und erwärme ihn über dem Sprititusbrenner. Passt er jetzt noch durch die Stäbe?<br> | ||
Kühle den Ring mit Wasser ab und versuche es erneut.<br> | |||
Zeichnung:<br> | |||
[[Datei:SV Passt der Ring noch?.jpg|rahmenlos]]<br> | |||
Beobachtung: Formuliere deine Beobachtung.<br> | |||
Ergebnis/Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.|Experimentieren}} | |||
{{Lösung versteckt|Der Ring passt nach dem Erwärmen nicht mehr zwischen den Stäben hindurch, er klemmt. Kühlen wir ihn ab, passt er wieder durch.|Beobachtung|Verbergen}} | |||
{{Lösung versteckt|Feste Körper (hier der Ring) dehnen sich beim Erwärmen aus und ziehen sich beim Abkühlen zusammen.|Ergebnis|Verbergen}} | |||
{{Box|Was geschieht, wenn wir eine Eisenkugel erwärmen? - Demonstrationsexperiment|Eine Eisenkugel passt im kalten Zustand genau durch ein Loch. Nun wird die Kugel über dem Sprititusbrenner erwärmt.<br> | |||
Zeichnung:<br> | Zeichnung:<br> | ||
[[Datei:Experiment Eisenkugel passt nicht mehr durch das Loch 1.jpg|rahmenlos]] [[Datei:Experiment Eisenkugel passt nicht mehr durch das Loch 2.jpg|rahmenlos]]<br> | [[Datei:Experiment Eisenkugel passt nicht mehr durch das Loch 1.jpg|rahmenlos]] [[Datei:Experiment Eisenkugel passt nicht mehr durch das Loch 2.jpg|rahmenlos]]<br> | ||
Beobachtung: {{#ev:youtube|SQzREYpL16I|500|center}}<br> | Beobachtung: {{#ev:youtube|SQzREYpL16I|500|center}}<br> | ||
Ergebnis/Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.|Experimentieren}} | Ergebnis/Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.|Experimentieren}} | ||
'''Bolzensprengung:'''<br> | '''Bolzensprengung:'''<br> | ||
Beim Erwärmen und Abkühlen von festen Körpern können große Kräfte auftreten:<br> | Beim Erwärmen und Abkühlen von festen Körpern können große Kräfte auftreten:<br> | ||
{{#ev:youtube|H3wT-KtXsE0|800|center}} | {{#ev:youtube|H3wT-KtXsE0|800|center}} | ||
===4.2 Ausdehnung verschiedener fester Körper=== | |||
{{Box|Die Wärmeausdehnung fester Körper - Demonstrationsexperiment| | |||
{{#ev:youtube|CDiQdeY_oH0|420|center}}<br> | |||
Beobachtung: Das Messingrohr dehnt sich um 0,85 mm aus. Das Eisenrohr dehnt sich um 0,51 mm aus und das Glasrohr nur um 0,14 mm. | |||
Ergebnis: Verschiedene feste Körper dehnen sich unterschiedlich stark aus.|Experimentieren}} | |||
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* [https://www.leifiphysik.de/waermelehre/ausdehnung-bei-erwaermung/aufgabe/quiz-zur-laengenausdehnung '''Quiz''']|Üben}} | * [https://www.leifiphysik.de/waermelehre/ausdehnung-bei-erwaermung/aufgabe/quiz-zur-laengenausdehnung '''Quiz''']|Üben}} | ||
===4.2 | ===4.3 Das Bimetall=== | ||
Ein Bimetallstreifen besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die fest miteinander verbunden sind. | |||
{{Box|Das Bimetall - eine krumme Sache|Aufbau: Spanne den Bimetallstreifen in die Doppelmuffe. Erhitze den Bimetallstreifen über dem Spiritusbrenner. Was passiert?<br> | |||
Nimm den Bimetallstreifen mit dem Gummihandschuh aus der Halterung und kühle ihn mit Wasser. Was beobachtest du?<br> | |||
Drehe den Bimetallstreifen nun so, dass die untere und obere Seite vertauscht werden, spanne ihn erneut ein und erhitze ihn. Was passiert nun?<br> | |||
Zeichnung:<br> | |||
[[Datei:SV Bimetall.jpg|rahmenlos|400x400px|]]<br> | |||
Beobachtung: Notiere deine Beobachtungen.<br> | |||
Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.<br>|Experimentieren}} | |||
{{Lösung versteckt|{{#ev:youtube|DjBVcp3kMgE|800|center}}|Video zum Experiment|Verbergen}}<br> | |||
{{Lösung versteckt|Der Bimetallstreifen biegt sich nach oben bzw nach unten. Wird er abgekühlt, geht er in die ursprüngliche Form zurück.|Beobachtung|Verbergen}} | |||
{{Lösung versteckt|Die beiden Metalle dehnen sich beim Erwärmen unterschiedlich stark aus. Daher biegt sich der Bimetallstreifen zu der Seite hin, die sich weniger stark ausdehnt.|Ergebnis|Verbergen}} | |||
{{Box|1=Übung 10|2=* Erkläre, wie der der Ventilator im Video ein- und ausgeschaltet wird.<br> | |||
{{#ev:youtube|EB6z0P81t5M|500|center}} | |||
*Erkläre, wie du ein Thermometer mithilfe eines Bimetalls basteln kannst.<br> | |||
{{#ev:youtube|Qr7sYMx_4l4|500|center|||start=180&end=215}} | |||
*Erkläre, wie das Bimetall bei dem Feuermelder eingebaut wird.<br> | |||
{{#ev:youtube|Qr7sYMx_4l4|500|center|||start=215&end=288}|Üben}}|3=Üben}}<br> | |||
==5 Die Aggretatzustände im Teilchenmodell== | |||
{{#ev:youtube| | {{Box|Die Aggregatzustände im Teilchenmodell|Physiker*innen nutzen Modelle, um die Erscheinungen, die sie beobachten, zu erklären. Das Teilchenmodell ist ein Modell, um die verschiedenen Aggregatzustände FEST - FLÜSSIG - GASFÖRMIG zu erklären.<br> | ||
Informiere dich: | |||
* im Video unten | |||
* mithilfe von Texten auf der Seite [https://www.leifiphysik.de/waermelehre/temperatur-und-teilchenmodell/grundwissen/teilchenmodell '''leifiphysik'''] | |||
* mithilfe der Simulation auf [https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter/latest/states-of-matter_de.html '''phet.corolado'''] | |||
Löse anschließend die LearningApps.|Kurzinfo}} | |||
{{#ev:youtube|PTQicV7sg7Q|420}}<br> | |||
{{Box|Übung 11|Löse die nachfolgenden LearningApps zum den Aggregatszuständen im Teilchenmodell.|Üben}} | |||
{{LearningApp|app=peok5nj7223|width=100%|height=400px}} | |||
{{Fortsetzung|weiter=Wärmeübertragung|weiterlink=Benutzer:Buss-Haskert/Wärmelehre/Wärmetransport}} | |||
Aktuelle Version vom 22. September 2024, 09:03 Uhr
1. Temperatur und Temperaturmessung
2. Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt
3. Gase werden erwärmt und abgekühlt
4. Feste Körper werden erwärmt und abgekühlt
5. Die Aggregatzustände im Teilchenmodell
6. Wärmeleitung
7. Wärmeströmung
8. Wärmestrahlung
Sonnenenergie und Wärme
1 Temperatur und Temperaturmessung
1.1 Unser Temperatursinn
Die Hand, die zuerst im warmen Wasser war, empfindet das lauwarme Wasser als kalt. Die Hand, die zuerst im kalten Wasser war, empfindet das lauwarme Wasser als warm.
Unser Temperatursinn kann uns täuschen. Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir Thermomenter verwenden.
1.2 Das Flüssigkeitsthermometer
Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir Thermometer verwenden.
1.3 Wir messen Temperaturen
2 Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt
2.1 Wie heiß kann Wasser werden? Wie kalt kann Wasser werden?
Wasser kann höchsten 100°C heiß werden, sonst verdampft es. Diese Temperatur heißt Siedetemperatur.
Wasser kann nur 0°C kalt werden, sonst gefriert es zu Eis. Diese Temperatur heißt Gefriertemperatur.
(Evtl. Zeiten einstellen und nur Teile des Films einstellen)
2.2 Was geschieht, wenn wir Flüssigkeiten erwärmen?
Beobachtung: Wenn wir das Wasser erwärmen, steigt es im Glasrohr nach oben. Wenn wir es abkühlen lassen, sinkt das Wasser wieder.
Ergebnis/Erklärung: Beim Erwärmen dehnt sich das Wasser aus (es benötigt mehr Platz). Deshalb steigt es nach oben.
Eselsbrücke: Ausdehnung beim Erwärmen: Im Sommer ist es warm, die Sommerferien sind länger als die Winterferien.😉
Die Flüssikgeit im Flüssigkeitsthermometer dehnt sich bei Erhöhung der Temperatur aus und bei Verringerung der Temperatur zieht sie sich zusammen. Je höher die Temperatur ist, desto höher steht die Flüssigkeitssäule im Röhrchen.
Verwende die Texte:
- ... wird erwärmt ...
- ... dehnt sich aus ...
Die Lösung findest du auf der Seite leifiphysik
Video von der Seite Physik digital
Ein Flüssigkeitsthermometer bauen:
2.4 Anomalie des Wassers
Wasser zeigt beim Abkühlen ein besonderes Verhalten. Bei 4°C hat Wasser die größte Dichte und das kleinste Volumen. Diese Besonderheit heißt Anomalie des Wassers. Wird das Wasser weiter abgekühlt und gefriert, dehnt es sich aus.
Hier findest du ein Video aus der Reihe "Löwenzahn": Wasser und Eis - Spuk am Bauwagen in der Mediathek von KIKA
3 Gase werden erwärmt
Beobachtung: Nach einiger Zeit "springt" die Münze hoch, wir hören ein "klicken".
Erklärung: Die Luft wird erwärmt, deshalb dehnt sie sich aus und drückt die Münze nach oben.
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Beobachtung: Wird die Luft erwärmt, steigen nach einiger Zeit im Wasser Bläschen auf.
Kühlt die Luft wieder ab, steigt Wasser im Schlauch hoch.
Erklärung: Die Luft im Erlenmeyerkolben wird erwärmt und dehnt sich aus. Sie geht durch den Schlauch bis in das Becherglas mit Wasser und dort steigen Luftbläschen auf.
Beobachtung: Der Luftballon richtet sich über dem Flaschenhals auf.
4 Feste Körper werden erwärmt
4.1 Was geschieht, wenn wir feste Körper erwärmen?
Der Ring passt nach dem Erwärmen nicht mehr zwischen den Stäben hindurch, er klemmt. Kühlen wir ihn ab, passt er wieder durch.
Feste Körper (hier der Ring) dehnen sich beim Erwärmen aus und ziehen sich beim Abkühlen zusammen.
Bolzensprengung:
Beim Erwärmen und Abkühlen von festen Körpern können große Kräfte auftreten:
4.2 Ausdehnung verschiedener fester Körper
4.3 Das Bimetall
Ein Bimetallstreifen besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die fest miteinander verbunden sind.
Der Bimetallstreifen biegt sich nach oben bzw nach unten. Wird er abgekühlt, geht er in die ursprüngliche Form zurück.
Die beiden Metalle dehnen sich beim Erwärmen unterschiedlich stark aus. Daher biegt sich der Bimetallstreifen zu der Seite hin, die sich weniger stark ausdehnt.
5 Die Aggretatzustände im Teilchenmodell
