Halte eine Hand ca. eine Minute lang in kaltes Wasser, die andere Hand in warmes Wasser. Dann tauche beide Hände anschließend in lauwarmes Wasser. Beschreibe, was du empfindest.
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.
Unser Temperatursinn kann uns täuschen. Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir Thermomenter verwenden.
Begriff: Temperatur
Die Temperatur gibt an, wie heiß oder kalt ein Körper ist.
1.2 Das Flüssigkeitsthermometer
Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir Thermomenter verwenden.
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:
Der Messbereich dieses Thermometers geht von -20°C bis 40°C, es ist also z.B. geeignet, um draußen Temperaturen zu messen.
Baue das Experiment wie im Bild gezeigt auf. Miss die Temperatur zu Beginn. Erwärme das Wasser 5 Minuten lang und miss jede Minute die Temperatur.
Beobachtung:
Zeit (in min)
Temperatur (in°C)
0
1
2
3
4
5
Wie kannst du deine Beobachtung auch anders darstellen?
Die Temperatur steigt nahezu gleichmäßig an. Wir können die Messpunkte in einem Zeit-Temperatur-Diagramm übersichtlich darstellen.
Zeit-Temperatur-Diagramm
Wir können die Messpunkte übersichtlich in einem Zeit-Temperatur-Diagramm darstellen.
Übung - Diagramm zeichnen
Bringe in der LearningApp die Schritte zum Zeichnen eines Diagrammes in die richtige Reihenfolge. Beginne mit einem Text, danachdas Bild.
Übung - ANTON App
Bearbeite die Aufgaben zum Thema "Temperatur und Wärme" in der ANTON-App.
2 Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt
2.1 Wie heiß kann Wasser werden? Wie kalt kann Wasser werden?
Wie heiß kann Wasser werden?
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.
Beobachtung:
Zeit (in min)
Temperatur (in°C)
0
0,5
1
1,5
2
...
Stelle die Messwerte in einem Diagramm dar. Was fällt dir auf?
Wasser kann höchsten 100°C heiß werden, sonst verdampft es. Diese Temperatur heißt Siedetemperatur.
Wie kalt kann Wasser werden?
Baue das Experiment wie im Bild gezeigt auf. Miss alle 10 Sekunden die Temperatur. Rühre die Mischung gelegentlich um.
Beobachtung:
Zeit (in sek)
Temperatur (in°C)
0
10
20
30
40
...
Stelle die Messwerte in einem Diagramm dar. Was fällt dir auf?
Wasser kann nur 0°C kalt werden, sonst gefriert es zu Eis. Diese Temperatur heißt Gefriertemperatur.
2.2 Was geschieht, wenn wir Flüssigkeiten erwärmen?
Was geschieht, wenn wir Flüssigkeiten erwärmen? - Schülerexperiment
Aufbau: Wir füllen einen Erlenmeyerkolben vollständig mit Wasser und verschließen ihn mit dem Stopfen, in den ein Glasrohr eingesteckt ist. Dann markieren wir die Höhe des Wasserstandes im Rohr. Nun erwärmen wir den Kolben ca. 3 Minuten lang und beobachten den Wasserstand.
Dann entfernen wir den Spiritusbrenner und beobachten die Flüssigkeit beim Abkühlen.
Zeichnung:
Beobachtung: Notiere deine Beobachtungen.
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.
Beim Abkühlen zieht es sich zusammen, deshalb sinkt es nach unten.
Flüssigkeiten dehnen sich beim Erwärmen aus und ziehen sich beim Abkühlen zusammen. Verschiedene Flüssigkeiten dehnen sich unterschiedlich stark aus.
Eselsbrücke: Ausdehnung beim Erwärmen: Im Sommer ist es warm, die Sommerferien sind länger als die Winterferien.😉
Aufgabe 1: Wie funktioniert ein Flüssigkeitsthermometer?
Erkläre mit dem Ergebnis des Experimentes, wie ein Flüssigkeitsthermometer funktioniert.
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.
Löse den nachfolgenden Lückentext zu den Besonderheiten des Wassers und übertrage ihn anschließend in dein Heft. Denke an eine Überschrift.
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.
Tina möchte ihr Mineralwasser kühlen und legt die Glasflasche dazu abends in das Gefrierfach. Am nächsten Morgen schaut sie danach. Was ist geschehen? Erkläre!
Material und Aufbau: Nimm eine große Glasflasche aus dem Kühlschrank und eine Münze, die die Öffnung verschießt. Feuchte diese vor dem Experiment an. Verschieße mit der Münze die Öffnung der Flasche und umfasse mit dann die Flasche mit deinen Händen.
Zeichnung:
Beobachtung: Was kannst du beobachten? Notiere!
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.
Blasen im Wasserglas
Führe mit dem Material aus den Experimentierkästen das Experiment "Blasen im Wasserglas" durch.
Schreibe ein ausführliches Versuchsprotokoll.
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!
Dann wird der Spiritusbrenner entfernt. Beobachte!
Zeichnung:
Beobachtung: Notiere deine Beobachtungen.
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.
Kühlt die Luft wieder ab, zieht sie sich wieder zusammen. Dabei zieht sie das Wasser aus dem Becherglas in den Schlauch hinein.
Aufgabe 8 - Der Luftballon auf der Heizung
Tim stülpt einen Luftballon über eine Flasche und stellt diese auf die auf die Heizung. Was kann er nach einigen Minuten beobachten? Erkläre!
Beobachtung: Der Luftballon richtet sich über dem Flaschenhals auf.
Erklärung: Die Luft in der Flasche dehnt sich beim Erwärmen aus, weil sich die Teilchen stärker bewegen.
Warum solltest du ein voll aufgeblasenes Schlauchboot zum Trocknen im Sommer nicht in die pralle Sonne legen? Begründe!
4 Feste Körper werden erwärmt
4.1 Was geschieht, wenn wir feste Körper erwärmen?
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?
Kühle den Ring mit Wasser ab und versuche es erneut.
Zeichnung:
Beobachtung: Formuliere deine Beobachtung.
Ergebnis/Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.
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.
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.
Zeichnung:
Ein Bimetallstreifen besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die fest miteinander verbunden sind.
Das Bimetall - eine krumme Sache
Aufbau: Spanne den Bimetallstreifen in die Doppelmuffe. Erhitze den Bimetallstreifen über dem Spiritusbrenner. Was passiert?
Nimm den Bimetallstreifen mit dem Gummihandschuh aus der Halterung und kühle ihn mit Wasser. Was beobachtest du?
Drehe den Bimetallstreifen nun so, dass die untere und obere Seite vertauscht werden, spanne ihn erneut ein und erhitze ihn. Was passiert nun?
Zeichnung:
Beobachtung: Notiere deine Beobachtungen.
Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.
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.
Übung 10
Erkläre, wie der der Ventilator im Video ein- und ausgeschaltet wird.
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.
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