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Das Erwärmen mit dem Gasbrenner muss vorsichtig erfolgen, damit es im Glasgefäß keine Spannungsrisse gibt. Didaktische und schulartspezifische Hinweise Zu Beginn der Wärmelehre werden im Allgemeinen die verschiedenen Aggregatszustände der Materie besprochen, was die Definition einer Temperaturskala voraussetzt. Es bietet sich an, über die verschiedenen historischen Temperaturskalen zu sprechen, wobei allen Skalen der Prozess der Flüssigkeitsausdehnung zugrunde liegt. Die Einführung endet mit der Definition der Celsiusskala. In Realschulen und Gymnasien wird dem höheren Alter der Schüler entsprechend die Volumenänderungen von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern vor dem Hintergrund des Teilchenmodells diskutiert, so dass neben den verschiedenen Aggregatszuständen und deren Übergänge auch die Volumenausdehnung von Flüssigkeiten und Gasen damit erklärt werden sollen. Die Erläuterung des Drucks in Flüssigkeiten und Gasen im Teilchenmodell schließt sich an, ebenso die kinetische Interpretation der Temperatur.
Material-Details Beschreibung praktische Beispiele, wo die Wärmeausdehnung von Festkörpern berücksichtigt werden muss Statistik Autor/in Hohrainstrasse 1 B 9242 Oberuzwil Downloads Arbeitsblätter / Lösungen / Zusatzmaterial Die Download-Funktion steht nur registrierten, eingeloggten Benutzern/Benutzerinnen zur Verfügung. Textauszüge aus dem Inhalt: Inhalt Natur Technik Wärmeausdehnung 2 Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten Das Gefäss ist vollständig mit Wasser gefüllt. Wir wärmen das Wasser mit dem Gasbrenner. Dabei beachten wir den Wasserstand im Glasrohr. Beobachtung Wenn sich das Wasser im Glasgefäss ausdehnt, kann es nur durch das dünne Glasrohr ausweichen. Deshalb ist der Vorgang sehr schnell erkennbar. Geschlossene Flüssigkeitssysteme, z. B. Zentralheizung, Brems- oder Kühlkreislauf beim Auto haben ein spezielles Ausdehnungsgefäss (Expansionsgefäss). Dehnt sich die Flüssigkeit im System aus, nimmt dieses Gefäss die überschüssige Menge auf. Ein geschlossenes System ohne Ausdehnungsgefäss würde bei Erwärmung durch die Flüssigkeit zum Bersten gebracht.
Beschreibung: Nähere Informationen finden Sie beim zugehörigen Arbeitsblatt "Lernumgebung 3 – Ausdehnung von Flüssigkeiten (Arbeitsblatt)", das auf dem Medienportal der Siemens Stiftung vorhanden ist.
Ausdehnung von Flüssigkeiten Schülerversuch: Wir füllen Glaskolben mit gefärbtem Wasser. Dann stecken wir Stopfen darauf. Dadurch entsteht ein Glasrohr als Thermometer. Wenn man Flüssigkeiten erwärmt, dehnen sie sich aus. Diese Eigenschaft benutzen wir bei Flüssigkeitsthermometern. Schülerversuch: Im folgenden Versuchen sehen wird, wie sich verschiedene Flüssigkeiten unterschiedlich ausdehnen. Merke: Mit anderen Worten: Alle Flüssigkeiten dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich beim Abkühlen zusammen. Verschiedene Flüssigkeiten tun dies jedoch unterschiedlich stark. Die Anomalie des Wassers Schülerversuch: Wir stellen eine Kältemischung her. Dazu zerstochen wir drei Teile Eis und geben einen Teil Kochsalz dazu. Danach messen wir jede Minute die Temperatur. Schülerversuch: Wir lassen Wasser in einem Reagenzglas frieren. Danach betrachten wir die Ausdehnung. Schülerversuch: Wir füllen je ein Kolben mit Steigrohr mit Wasser und Spiritus. Dann lassen wir diese diese Kältemischung auf 0°C abkühlen und markieren den Flüssigkeitsstand.
Anschließend lassen wir ihn der Luft erwärmen und markieren jede Minute den Flüssigkeitsstand. Merke: Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus, zieht sich beim Erwärmen von 0°C bis 4°C jedoch wieder zusammen. Dieses ungewöhnliche Verhalten des Wassers nennt man Anomalie des Wassers. Anwendungen: Damit das Kühlwasser im Auto sich bei unter Null Grad nicht gefriert und sich ausdehnt, muss man Frostschutz hineingeben. Fische erfrieren unterm Eis nicht, weil das Eis leichter ist und oben schwimmt. Dadurch ermöglicht die Anomalie des Wassers das Leben. Gefrorenes Wass kann sogar Felsen spalten. Wenn das Wasser auf dem Feld gefriert, wird der Erboden in kleine Teile gebrochen. Dadurch ist der Frost ein Helfer der Landwirtschaft. Anderseits macht Frost macht Straßen kaputt und Eisberge gefährden die Schifffahrt. Ausdehnung fester Körper Schülerversuche: Wir erwärmen einen Eisendraht elektrisch. Dann beobachten wir, wie er länger wird. Ein Fahrdraht von elektrischen Bahnen dehnt sich bei Erwärmung aus und würde durchhängen.
Beschreibung: Es sind verschiedene Formulierungshilfen zum Befüllen des Versuchsprotokolls zusammengestellt, die das selbstständige Arbeiten der Schülerinnen und Schüler unterstützt. Es beinhaltet Satzanfänge mit Verknüpfungen, Substantive und Verben, die dem genauen Versuchsabschnitt zugeordnet sind.
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