Wärmelehre

Videos:

1) → FWU - Teilchenmodell und Aggregatzustände

2) → Aggregatzustände einfach erklärt (Mit Infos für "Experten")

3) → Aggregatzustände I fest I flüssig I gasförmig

Aufgaben:

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1) → Wärmeempfindung | alpha Lernen erklärt Physik

2) → Temperaturmessung | alpha Lernen erklärt Physik

3) → Heiss-Kalt Wasserexperiment!

Aufgaben:

Videos:

1) → Teilchenmodell I Atome I Moleküle

2) → Das Teilchenmodell einfach erklärt ("Expertenvideo" mit Zusatzinformationen)

3) → FWU - Teilchenmodell und Aggregatzustände

Aufgaben:

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1) → Ölfleckversuch - einfach und anschaulich erklärt

2) → Der Ölfleckversuch

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1) → Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten

2) → Volumenausdehnung von Alkohol und Wasser

3) → Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten - Beispiel Wasser

4) → Temperaturmessung | alpha Lernen erklärt Physik

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1) → Brownsche Molekularbewegung

2) → Brownsche Bewegung

3) → Teilchenmodell, erster Lehrsatz | alpha Lernen erklärt Physik

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1) → Thermische Energie | alpha Lernen erklärt Physik

2) → Energieformen & Energieumwandlung - Übersicht

3) → Energieformen - Überblick

4) → Was ist Energie - Energieformen

5) → Umwandlung der Energieformen

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1) → Temperatur T – Celsius, Kelvin, Fahrenheit

2) → Kelvin und Kelvinskala erklärt - Temperaturen

Videos:

1) → Wann siedet eigentlich Wasser?

2) → Physik: Sieden bei Zimmertemperatur

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1) → Passt die heiße Kugel durchs Loch? Volumenausdehnung einer Metallkugel

2) → Bolzensprenger - Wärmeausdehnung von Festkörpern erzeugt extreme Kräfte

Videos:

1) → Ausdehnung von Luft beim Erwärmen

2) → Warme Luft dehnt sich aus - Experiment

3) → So entsteht Wind - für Kinder erklärt

Videos:

1) → Die Dichte-Anomalie des Wassers – Wie gefriert ein Teich?

2) → Anomalie des Wassers | alpha Lernen erklärt Physik

3) → Erklärungen zur Anomalie des Wassers

Aufgaben:

1) Welche Besonderheit hat Wasser, die andere Flüssigkeiten normal nicht haben?

2) Was bedeutet das Wort „Anomalie“?

3) Eigentlich gibt es sogar zwei Anomalien beim Wasser. Recherchiere! Welche zwei Eigenschaften sind beim Wasser so außergewöhnlich und welche Konsequenzen hat das in unserem Alltag?

Videos:

1) → Wärmeleitung | alpha Lernen erklärt Physik

2) → Teilchenmodell / Aggregatzustände / Wärmeleitung

3) → Experimente zur Wärmeleitung

4) → Wie funktioniert Wärmedämmung?

Aufgaben:

1. Im Winter zieht man sich "eine warme Jacke" an. Ist die Jacke wirklich "warm"? Was ist der Grund dafür, dass die Jacke ihre Funktion erfüllt? Erläutere!
2. Aus welchem Grund werden Häuser "isoliert"? Das kostet ja auch viel Geld! Ist das sinnvoll?
3. Ordne die folgenden Materialien nach ihrer Eigenschaft Wärme zu isolieren: Holz, Styropor, Eisen, Luft, Messing, Stickstoff, Glaswolle, Aluminium
4. Die Griffe eines Kochtopfes oder der Kochlöffel bestehen sehr oft aus Kunststoff oder Holz. Was ist der Grund dafür?
5. Für Gebäudefenster verwendet man heute die sogenannte "Doppelverglasung". Wie ist ein solches Fenster aufgebaut und warum? Erläutere! 
6. Auf der Folie zur "Wärmeleitung" ist das Bild eines Bauteils auf einem Computer-Mailboards abgebildet. Warum sieht das Bauteil so aus? Welchen Zweck erfüllt es?
7. Im Winter sieht man oft, dass sich Vögel "aufplustern". Was ist damit gemeint und warum tun sie das? 
8. Auch beim Kühlschrank spielt die Wärmeleitung eine wichtige Rolle - Welche?
9. Nenne vier Beispiele bei denen eine gute Wärmeleitfähigkeit wichtig ist und vier bei denen man das Gegenteil benötigt.

Videos:

1) → Wärmeströmung | alpha Lernen erklärt Physik

2) → Konvektion, Wärmeströmung einfach erklärt! Übersicht und Beispiel

3) → Wärmeströmung

4) → Warum wird die Heizung warm

5) → Weihnachtspyramide (German Candle Carousel)

6) → Golfstrom: Was bringt der Klimawandel für Europa?

7) → Bricht der Golfstrom doch zusammen? Was heißt das für unser Wetter in Europa?

8) → Wie entsteht Wind? | frage-trifft-antwort.de | Planet Schule

Aufgaben:

1) Auf der Folie zur Wärmemitführung siehst du den Aufbau einer Heizungsanlage. Beschreibe genau die Funktionsweise und wie dadurch die Wohnräume beheizt werden.

2) Im Lateinischen heißt das Wort "convector": >Reisegefährte<. Kannst du erklären wie das mit unserem physikalischen Fachbegriff >Konvektion< zusammenhängt?

3) Was ist eine "Weihnachtspyramide und wie funktioniert sie? 

4) Gebäude können auch durch die sogenannte "Fernwärme" beheizt werden. Recherchiere und erkläre wie das funktioniert. 

5) In der Heizungsanlage auf der Folie ist ein "Ausgleichsgefäß" abgebildet. Welchen Zweck hat es? (Denke dabei an die Eigenschaften von Flüssigkeiten bei Erwärmung und Abkühlung.)

6) Im Sommer sind Wohnräume oft wärmer als erwünscht, Deckenventilatoren helfen dann die Hitze leichter zu ertragen. Im Winter werden die Wohnräume durch eine Heizung erwärmt. Dabei ist aber oft am Boden der Wohnräume die Temperatur niedriger als im Rest des Raumes. Aus diesem Grund werden gerne auch Fußbodenheizungen in den Häusern verwendet. Erläutere, weshalb bei einer normalen Heizung die Luft im Bereich der Füße kälter ist und wie man hier mit Hilfe des Deckenventilators Abhilfe schaffen kann?

7) Der "Golfstrom" ist eine wichtige Meeresströmung - recherchiere und beschreibe wo sie entlang führt. Erläutere dann die Aussage des Satzes: >Der "Golfstrom" ist die Heizung Europas<! 

Videos:

1) → Wärmeenergie Wasser - 2 kg Wasser von 10 Grad auf 70 Grad

2) → Wärmeemenge 1

3) → Wärmeemenge 2

Videos:

1) → Spezifische Wärmekapazität, Phasenumwandlung & Wärmediagramm

2) → Schmelzwärme

3) → Verdampfungswärme Experiment

Aufgaben:

1. Auf der Folie Wärme speichern (2) ist ein Versuch dargestellt. Beschreibe die Vorgehensweise. 
2. Im Teilchenmodell zeichnen sich die Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig durch bestimmte Eigenschaften aus.
   a) Welche sind das? (Informationen zum Teilchenmodell findest du hier auf der Themenseite Wärmelehre)
   b) Der Übergang vom festen in den flüssigen Aggregatzustand ist für die Teilchen in diesem Modell mit neuen Eigenschaften verbunden. Wofür wird in diesem Modell die Energiemenge der Schmelzwärme benötigt? Erläutere aus "der Sicht der Teilchen".
   c) Der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand ist für die Teilchen in diesem Modell ebenfalls mit neuen Eigenschaften verbunden. Wofür wird hier die Energiemenge der Verdampfungswärme benötigt? Erläutere wieder aus "der Sicht der Teilchen".
3. Mache folgendes Gedankenexperiment: Wasser soll erwärmt werden (Wie im Bild auf der Folie "Wärme speichern (1)" oben). Du willst Wasser von der Temperatur 20°C auf 70°C erwärmen. Die benötigte Energie und die Temperatur des Wassers sollen in einem Diagramm für den gesamten Versuchsverlauf dargestellt werden. (x-Achse: Zugeführte Wärmeenergie in Joule [J]; y-Achse: Temperatur des Wassers in [°C]). Wie würde das Diagramm aussehen?
4. In der Abbildung 1 siehst du das Diagramm eines Versuchs.
   

   

   Hier wurde die Temperatur von 1 kg Eis/Wasser/Wasserdampf von -100°C auf ca. 130°C erhöht. 
   a) Beschreibe die Inhalte des Diagramms.
   b) Woran kann man hier die Schmelzwärme und die Verdampfungswärme erkennen?
   c) Was ist beim Wasser größer, die Schmelzwärme oder die Verdampfungswärme?
   d) Kannst du am Diagramm die benötigte Energiemenge für die Schmelzwärme und die Verdampfungswärme ablesen? Bestimme den Wert für die Schmelzwärme und die Verdampfungswärme bei diesem Versuch.
5. Wie würde das Diagramm aus Abb. 1 für den Versuch aussehen, wenn die Schmelzwärme von Wasser nur die Hälfte betragen würde?
   

Videos:

1) → Wärmestrahlung | alpha Lernen erklärt Physik

2) → Wärmestrahlung

3) → Wie arbeitet ein Solarkraftwerk? | frage-trifft-antwort.de | Planet Schule

4) → Kochen mit Sonnenlicht? | frage-trifft-antwort.de | Planet Schule | ARD

5) → Wärmestrahlung - Rettungsdecke - Welche Seite kühlt bzw. wärmt?

6) → Wie funktioniert ein Sonnenkollektor? | frage-trifft-antwort.de | Planet Schule

Kurze Zusammenfassung der wichtigsten Inhalte zur Wärmelehre:

 → Einführung in die Physik: Wärmelehre (Physikus Lernteil)

Aufgaben:

1) In südlichen Ländern wird oft sehr helle Kleidung von den Menschen verwendet. Welchen Grund hat das?

2) Bei einer Zentralheizung gibt ein Heizkörper Wärme in den Wohnraum ab. Wie wird der Heizkörper selbst erwärmt und wie gibt er die Wärme wieder in den Wohnraum ab? Überlege dir hier: Welche physikalischen Prozesse sind wichtig? (Du hast verschiedene Möglichkeiten zur Übertragung von Wärme kennengelernt).

Schau dir jetzt die Bildergalerie zum Wärmetransport an:

3) In der Bildergalerie siehst du ein Bild einer Rettungsdecke aus einem Verbandskasten. Sie passt problemlos mit hinein. Sie soll hauptsächlich die Funktion erfüllen, dass sie Unfallopfer vor dem Auskühlen schützt. Wie funktioniert das?

4) In der Bildergalerie findest du den "Solarkocher Premium 11". Wie funktioniert dieses seltsame Gerät?

5) In der Bildergalerie ist eine Thermoskanne abgebildet. Dort kannst du auch ins Innere der Kanne schauen. Warum ist sie innen mit einem spiegelnden Belag ausgestattet? Erläutere die Funktionsweise der Thermoskanne.

6) Sonnenkollektoren sind ein wichtiges Hilfmittel zur Energieeinparung im Haushalt. Sie werden oft neben Sorlarzellen auf geeigneten Dächern (ohne Beschattung durch andere Häuser oder Bäume) installiert. Den Aufbau eines solchen Sonnenkollektors siehst du in der Bilderkallerie, dort ist ein solches Modul aufgeschnitten dargestellt. Recherchiere und erläutere die Funktionsweise der Sonnenkollektoren. Was ist der Unterschied zu einer Solarzelle?