Zur Haupt­na­vi­ga­ti­on sprin­gen [Alt]+[0] Zum Sei­ten­in­halt sprin­gen [Alt]+[1]

Ver­hal­ten von Stof­fen bei Wär­me­zu­fuhr

Hin­weis

Es wird dar­auf hin­ge­wie­sen, dass für jedes Ex­pe­ri­ment ent­spre­chend der ei­ge­nen Durch­füh­rung vor der erst­ma­li­gen Auf­nah­me der Tä­tig­keit eine Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung durch­ge­führt und do­ku­men­tiert wer­den muss. Jede fach­kun­di­ge Nut­ze­rin/jeder fach­kun­di­ge Nut­zer muss die auf­ge­führ­ten In­hal­te ei­gen­ver­ant­wort­lich prü­fen und an die tat­säch­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen.

Weder die Re­dak­ti­on des Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­vers noch die Au­to­rin­nen und Au­to­ren der ver­öf­fent­lich­ten Ex­pe­ri­men­te über­neh­men jeg­li­che Haf­tung für di­rek­te oder in­di­rek­te Schä­den, die durch ex­ak­ten, ver­än­der­ten oder feh­ler­haf­ten Nach­bau und/oder Durch­füh­rung der Ex­pe­ri­men­te ent­ste­hen. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen er­hal­ten Sie unter www.​gef​ahrs​toff​e-​schu­le-​bw.​de

Das Thema „Ver­hal­ten der Stof­fe bei Wär­me­zu­fuhr“ bie­tet un­zäh­li­ge Ver­suchs­mög­lich­kei­ten.

 

Mög­li­che Ver­su­che:

  • Wär­me­aus­deh­nung von fes­ten Kör­pern:
    Ei­sen­ku­gel; Bol­zen­spren­ger; Bi­me­tal­le
  • Wär­me­aus­deh­nung von Flüs­sig­kei­ten und Gasen:
    Aus­deh­nung ver­schie­de­ner Flüs­sig­kei­ten (Was­ser; Al­ko­hol; Gly­ce­rin)
    Aus­deh­nung von Luft (Kol­ben kopf­über in Was­ser mit Hän­den er­wär­men => Bläs­chen)
  • Er­stel­len einer Ther­mo­me­ter­ska­la  (siehe Thema „Wärme“)
  • Wär­me­ka­pa­zi­tät von Was­ser be­stim­men
  • Mi­schungs­ver­su­che mit Was­ser
  • Wär­me­ka­pa­zi­tät von Fest­kör­pern be­stim­men

 

Ar­beits­blatt - Bi­me­tal­le und Län­ge­naus­deh­nungs­ko­ef­fi­zi­ent:

Hier sol­len ein­fa­che Rech­nun­gen zum Län­ge­naus­deh­nungs­ko­ef­fi­zi­ent  geübt wer­den.
(bzw. Vo­lu­men­aus­deh­nungs­ko­ef­fi­zi­ent  (siehe Auf­ga­be 3))
Die Ein­füh­rung der For­mel  bzw. zur Be­rech­nung der Län­gen- bzw. Vo­lu­men­aus­deh­nung ist nicht er­for­der­lich.

Schü­ler­ver­such - Wär­me­ka­pa­zi­tät von Was­ser/ Be­stim­mung der spe­zi­fi­schen Wär­me­ka­pa­zi­tät von Was­ser:

Das Ar­beits­blatt „Wär­me­ka­pa­zi­tät von Was­ser“ dient zur Er­fas­sung der Mess­wer­te, wel­che mit Hilfe des Ar­beits­blat­tes „Be­stim­mung der spe­zi­fi­schen Wär­me­ka­pa­zi­tät von Was­ser“ aus­ge­wer­tet wer­den kön­nen.
Die Ein­füh­rung der For­mel zur Be­rech­nung der Wär­me­men­ge  ist not­wen­dig, um die Er­geb­nis­se bei Mi­schungs­ver­su­chen quan­ti­ta­tiv un­ter­su­chen zu kön­nen. ()

 

Auf­ga­ben­blatt – Mi­schungs­ver­su­che/ EXCEL-Datei - Wär­me­ka­pa­zi­tät:

Damit die Schü­ler ihre Er­geb­nis­se die­ser Auf­ga­ben über­prü­fen kön­nen, bie­tet es sich an, den Schü­le­rin­nen und Schü­lern die EXCEL-Datei „Wär­me­ka­pa­zi­tät“ zur Ver­fü­gung zu stel­len. Auch ist es mög­lich, dass sich Schü­le­rin­nen und Schü­lern ei­ge­ne Auf­ga­ben aus­den­ken, die als wei­te­re Übungs­auf­ga­ben ver­wen­det wer­den. Au­ßer­dem kön­nen die Ver­such­s­er­geb­nis­se mit den theo­re­ti­schen Wer­ten ver­gli­chen und Ab­wei­chun­gen dis­ku­tiert wer­den.

Auf­ga­ben – Wär­me­zu­fuhr

Die erste Auf­ga­be be­inhal­tet einen skiz­zier­ten Ver­suchs­auf­bau, bei dem Was­ser mit Hilfe eines Tauch­sie­ders er­hitzt wer­den soll. Das Auf­ga­ben­blatt kann als Wie­der­ho­lung ein­ge­setzt wer­den, wenn z.B. in der vor­her­ge­hen­den Stun­de der Ver­such den Schü­le­rin­nen und Schü­lern vor­ge­führt wurde. Man kann das Ar­beits­blatt auch als Ein­füh­rung zum Thema „Ver­hal­ten von Stof­fen bei Wär­me­zu­fuhr" ver­wen­den.

Ar­beits­blatt - Be­stim­mung der Wär­me­ka­pa­zi­tät

Zur Mo­ti­va­ti­on, warum es wich­tig ist die Wär­me­ka­pa­zi­tät ver­schie­de­ner Stof­fe zu ken­nen, ist eine Son­nen­kol­lek­tor­an­la­ge skiz­ziert. Mit den Schü­le­rin­nen und Schü­lern kann man nun dis­ku­tie­ren, wie man die von der Sonne am Tag ge­lie­fer­te Wär­me­men­ge spei­chern kann. Ziel eines Wär­me­spei­chers soll ja unter an­de­rem sein, mög­lichst große Men­gen der Wär­me­en­er­gie zu spei­chern. Dabei spielt die spe­zi­fi­sche Wär­me­ka­pa­zi­tät eine wich­ti­ge Rolle.

Auf der zwei­ten Seite kann mit Hilfe des dar­ge­stell­ten Ver­suchs­auf­baus die mess­tech­ni­sche Er­mitt­lung der spe­zi­fi­schen Wär­me­ka­pa­zi­tät er­läu­tert wer­den.

Schü­ler­ver­such – Be­stim­mung der spe­zi­fi­schen Wär­me­ka­pa­zi­tät

Das Ar­beits­blatt gibt die An­lei­tung für einen Schü­ler­ver­such, der auch mit ein­fa­chen tem­pe­ra­tur­be­stän­di­gen Kunst­stoff­ge­fä­ßen durch­ge­führt wer­den kann. Als Hil­fe­stel­lung ist neben der Ver­suchs­be­schrei­bung noch ein Aus­wer­te­blatt an­ge­fügt. Die Grün­de für mög­li­che Ab­wei­chun­gen der Mess­er­geb­nis­se von den Li­te­ra­tur­wer­ten kön­nen an­schlie­ßend mit den Schü­lern be­spro­chen wer­den.

Schmel­zen / Er­star­ren bzw. Ver­damp­fen / Kon­den­sie­ren:

Die Ag­gre­gat­zu­stands­än­de­run­gen wer­den be­reits im Che­mie­un­ter­richt be­han­delt, so dass man sich hier auf die dazu nö­ti­gen En­er­gie­men­gen be­schrän­ken kann.
Das Ar­beits­blatt „En­er­gie­um­set­zun­gen bei Was­ser der Masse 1 kg“ bie­tet die Mög­lich­keit einer Zu­sam­men­fas­sung der En­er­gie­men­gen. In­ter­es­sant ist auch der Ver­gleich der En­er­gie­men­gen zum Schmel­zen und Er­wär­men.
z.B.: Wel­che Tem­pe­ra­tur­er­hö­hung kann al­lein mit der Schmel­zener­gie er­reicht wer­den?

Kar­ten­rät­sel:

Das Kar­ten­rät­sel kön­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler am Ende der Un­ter­richts­ein­heit zur Wie­der­ho­lung der Be­griff­lich­kei­ten durch­füh­ren. Hier­zu müs­sen die Kar­ten aus­ge­druckt und aus­ge­schnit­ten wer­den. Wenn alle Be­grif­fe ihrem rich­ti­gen Part­ner zu­ge­ord­net wur­den, er­gibt sich ein Drei­eck als Lö­sung!