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Spi­ro­me­ter

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. 9: Struk­tu­ren und Ana­lo­gi­en
... Ver­ständ­nis und Um­gang mit Strom, An­trieb (Ur­sa­che) und Wi­der­stand

Spirometer

Gas­strö­me mes­sen Ärzte mit so ge­nann­ten Spi­ro­me­tern. Im Rah­men der Kom­pe­tenz Nr. 9 sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen, mit dem Kon­zept Strom-An­trieb-Wi­der­stand sou­ve­rän um­zu­ge­hen; hier­bei kann diese Team­ar­beit einen guten Bei­trag lie­fern.

Ver­suchs-Ma­te­ri­al
  • Note­book, Daten-Log­ger-Soft­ware, Da­ten­log­ger, Netz­teil
  • USB-Ver­bin­dungs­ka­bel, Spi­ro­me­ter-Sen­sor
  • Mo­dell­ver­such: Y-Rohr, Gum­mi­stop­fen, Röhr­chen mit An­schluss an Druck­sen­sor.

Hy­po­the­se/Theo­rie → Vor­her­sa­ge

Vor der Dis­kus­si­on und For­mu­lie­rung von Vor­her­sa­gen in die­sem The­men­kom­plex steht die Aus­ein­an­der­set­zung mit den Ana­lo­gi­en zwi­schen elek­tri­schen Strö­men und Gas- bzw. Was­ser­strö­men. In einer Ta­bel­le wer­den die ana­lo­gen Grö­ßen ein­an­der ge­gen­über­ge­stellt.

[V.01]
Eine elek­tri­sche En­er­gie­quel­le lie­fert eine Po­ten­zi­al­dif­fe­renz Δφ. Wel­che La­dung fließt durch einen Wi­der­stand R, der an diese elek­tri­sche En­er­gie­quel­le an­ge­schlos­sen wird.
[V.02]
Wie kann man aus einem Δφ-t-Dia­gramm auf die ge­flos­se­ne La­dung schlie­ßen?
[V.03]
Wel­che Ana­lo­gie zwi­schen dem Spi­ro­me­ter und einer pas­sen­den elek­tri­schen Ana­lo­gie kann man zie­hen?
[V.04]
Un­ter­su­chen Sie das Spi­ro­me­ter auf seine Funk­ti­ons­wei­se! Vor­sicht: Unter kei­nen Um­stän­den mit den Fin­gern in das Blas­röhr­chen (Mund­stück) fas­sen. Dort be­fin­det sich etwa in der Mitte ein kaum sicht­ba­res dün­nes Draht­netz! Wenn man es be­rührt, wird es aus der Hal­te­rung ge­drückt und das Münd­stück ist un­brauch­bar.
[V.05]
Bauen Sie aus dem be­reit lie­gen­dem Ma­te­ri­al einen Mo­dell­ver­such, der die Funk­ti­ons­wei­se des Spi­ro­me­ters ver­deut­licht.

Modellversuch zum Spirometer

Vor­her­sa­ge → Ex­pe­ri­ment

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

Re­fle­xi­on

  • Wel­che Aus­sa­gen kann ein Arzt aus die­sen Spi­ro­me­ter­da­ten zie­hen?
  • Wel­che Än­de­rung der Spi­ro­me­ter­da­ten kann man bei sport­li­chen Ak­ti­vi­tä­ten er­war­ten?

Down­load des ge­sam­ten Work­shops 2

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

 

Wei­ter mit Mensch­li­che Si­gna­le