Benutzer:Buss-Haskert/Wärmelehre
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
Inhaltsverzeichnis
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.
1.2 Das Flüssigkeitsthermometer
Um Temperaturen genau und zuverlässig zu bestimmen, müssen wir Thermomenter verwenden.
Flüssigkeitsthermometer besitzen teils verschiedene Messbereiche und Formen, je nachdem, wo sie eingesetzt werden. Der Aufbau und die Funktionsweise sind bei allen Flüssigkeitsthermometern gleich.
Aufbau:
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1.3 Wir messen Temperaturen
2 Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt
2.1 Wie heiß kann Wasser werden? Wie kalt kann Wasser werden?
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Lies dir die Informationen auf leifiphysik zur Celsius-Skala durch. Auf der Seite werden unsere beiden Experimente noch einmal simuliert.
(Evtl. Zeiten einstellen und nur Teile des Films einstellen)
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2.2 Was geschieht, wenn wir Flüssigkeiten erwärmen?
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:
Ergebnis/Erklärung: Beim Erwärmen dehnt sich das Wasser aus (es benötigt mehr Platz). Deshalb steigt es nach oben.
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Verwende die Texte:
- ... wird erwärmt ...
- ... dehnt sich aus ...
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Bearbeite die Quizze:
1) leifiphysik - Quiz zur Volumenausdehnung
Video von der Seite Physik digital
Ein Flüssigkeitsthermometer bauen:
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2.4 Anomalie des Wassers
Wasser zeigt beim Abkühlen ein besonderes Verhalten. Bei hat Wasser die Dichte und das Volumen. Diese Besonderheit heißt des Wassers. Wird das Wasser weiter abgekühlt und gefriert, es .
dehntgrößtekleinste4°Csich ausAnomalie
Löse auf der Seite leifiphysik die Aufgaben
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3 Gase werden erwärmt
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!
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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.
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Beobachtung: Wird die Luft erwärmt, steigen nach einiger Zeit im Wasser Bläschen auf.
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.
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4 Feste Körper werden erwärmt
4.1 Was geschieht, wenn wir feste Körper erwärmen?
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.
Eine Eisenkugel passt im kalten Zustand genau durch ein Loch. Nun wird die Kugel über dem Sprititusbrenner erwärmt.
Zeichnung:
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Ergebnis/Erklärung: Formuliere das Ergebnis des Experimentes gemeinsam mit deiner Gruppe.
Bolzensprengung:
Beim Erwärmen und Abkühlen von festen Körpern können große Kräfte auftreten:
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4.2 Ausdehnung verschiedener fester Körper
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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.
Bearbeite die folgenden Aufgaben auf der Seite leifiphysik:
4.3 Das Bimetall
Ein Bimetallstreifen besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, die fest miteinander verbunden sind.
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.
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- Erkläre, wie der der Ventilator im Video ein- und ausgeschaltet wird.
- Erkläre, wie du ein Thermometer mithilfe eines Bimetalls basteln kannst.
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- Erkläre, wie das Bimetall bei dem Feuermelder eingebaut wird.
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5 Die Aggretatzustände 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.
Informiere dich (wähle aus):
- im Video unten
- mithilfe von Texten auf der Seite leifiphysik
- mithilfe der Simulation auf phet.corolado
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