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En­tro­pie­strom

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

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

In den Phy­sik­bil­dungs­stan­dards ste­hen fol­gen­de Kom­pe­ten­zen:

Kom­pe­tenz Nr. 3: For­ma­li­sie­rung und Ma­the­ma­ti­sie­rung in der Phy­sik
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen den funk­tio­na­len Zu­sam­men­hang zwi­schen phy­si­ka­li­schen Grö­ßen er­ken­nen, gra­fisch dar­stel­len und Dia­gram­me in­ter­pre­tie­ren und sie kön­nen funk­tio­na­le Zu­sam­men­hän­ge selbst­stän­dig fin­den
Kom­pe­tenz Nr. 4: Spe­zi­fi­sches Me­tho­den­re­per­toire der Phy­sik
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen phy­si­ka­li­schen Grö­ßen un­ter­su­chen, Ex­pe­ri­men­te selbst­stän­dig pla­nen, durch­füh­ren, aus­wer­ten, gra­fisch ver­an­schau­li­chen und ein­fa­che Feh­ler­be­trach­tun­gen vor­neh­men. Sie kön­nen com­pu­ter­un­ter­stütz­te Mess­wert­er­fas­sungs- und Aus­wer­tungs­sys­te­me im Prak­ti­kum selbst­stän­dig ein­set­zen.
Kom­pe­tenz Nr. 8: Grund­le­gen­de phy­si­ka­li­sche Grö­ßen
Neben dy­na­mi­schen Be­trach­tungs­wei­sen ... kön­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler mit wei­te­ren grund­le­gen­den phy­si­ka­li­schen Grö­ßen um­ge­hen: In­hal­te: En­tro­pie
Kom­pe­tenz Nr. 9: Struk­tu­ren und Ana­lo­gi­en
...​Verständ­nis und Um­gang mit Strom, An­trieb (Ur­sa­che) und Wi­der­stand

Mädchen mit Luftballons

Ver­suchs-Ma­te­ri­al
  • Note­book, Daten-Log­ger-Soft­ware, Da­ten­log­ger, Netz­teil
  • USB-Ver­bin­dungs­ka­bel, Tem­pe­ra­tur­sen­sor, Span­nungs­sen­sor, Me­tall­klöt­ze ...
  • Pel­tier-Ele­ment [1]

Versuchsaufbau Entropiestrom

Hy­po­the­se/Theo­rie → Vor­her­sa­ge

Vor der Dis­kus­si­on und For­mu­lie­rung von Vor­her­sa­gen müs­sen wir uns ein Stück weit mit der Funk­ti­onwei­se eines Pel­tier-Ele­ment aus­ein­an­der set­zen.

[V.01]
Wel­cher Zu­sam­men­hang wird zwi­schen der Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz und der Po­ten­zi­al­dif­fe­renz an einem Pel­tier-Ele­ment er­war­tet?
[V.02]
Wel­cher Zu­sam­men­hang wird zwi­schen der Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz und dem ther­mi­schen En­er­gie­strom durch das Pel­tier-Ele­ment hin­durch er­war­tet?
[V.03]
Wel­cher Zu­sam­men­hang wird zwi­schen der Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz und dem En­tro­pie­strom durch das Pel­tier-Ele­ment hin­durch er­war­tet?
[V.04]
Wel­chen En­tro­pie­strom er­war­tet man, wenn man die­ses En­tro­pie­strom­mess­ge­rät zwi­schen zwei Me­tall­klöt­ze un­ter­schied­li­cher Tem­pe­ra­tur legt?
[V.05]
Was er­war­tet man, wenn das En­tro­pie­strom­mess­ge­rät auf einen Sty­ro­por­klotz legt und die Hand auf­legt? Wel­chen Un­ter­schied er­war­tet man, wenn die Sty­ro­por­un­ter­la­ge durch einen Alu­klotz er­setzt wird?

Vor­her­sa­ge → Ex­pe­ri­ment

  • In­stal­lie­ren Sie das Note­book, den Da­ten­log­ger und die Daten-Log­ger-Soft­ware
  • Über­prü­fen Sie Ihre Vor­her­sa­gen im Ex­pe­ri­ment

Re­fle­xi­on

  • Wie müss­te man vor­ge­hen, wenn man die Pel­tier-Tem­pe­ra­tur-Mess­an­ord­nung als En­tro­pie­strom­mess­ge­rät bei einem va­ria­blen Tem­pe­ra­tur­be­reich ver­wen­den will?

[1] ... die­ses Pel­tie­r­ele­ment stammt aus einer Ju­gend-Forscht-Ar­beit . In die­ser ak­tu­ell lau­fen­den Ar­beit sind die Schü­le­rin­nen und Schü­lern im Ver­ein MiNe-MINT e.V. in Stutt­gart auf dem Weg, ein hand­hab­ba­res En­tro­pie­strom­mess­ge­rät zu bauen.

Down­load des ge­sam­ten Work­shops 2

Work­shop 2: Ex­pe­ri­ment - Mes­ser­fas­sung: Her­un­ter­la­den [pdf] [1,2 MB]

 

Wei­ter mit Spi­ro­me­ter