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Wenn man Flüssigkeiten erwärmt, dann dehnen sie sich im Allgemeinen in alle Richtungen aus, wenn man sie abkühlt, dann ziehen sie sich im Allgemeinen in alle Richtungen zusammen. Verschiedene Flüssigkeiten dehnen sich beim Erwärmen unterschiedlich stark aus und ziehen sich beim Abkühlen auch unterschiedlich stark zusammen. Dieses unterschiedliche Verhalten verschiedener Flüssigkeiten beschreiben wir durch den sogenannten Volumenausdehnungskoeffizient \(\gamma\); er gibt an, um welchen Bruchteil des Volumens bei \(0^\circ {\rm{C}}\) sich eine Flüssigkeit bei der Erwärmung auf \(1^\circ {\rm{C}}\) ausdehnt; für die Maßeinheit des Volumenausdehnungskoeffizienten gilt \(\left[ \gamma \right] = \frac{1}{{^\circ {\rm{C}}}}\). Eine Ausnahme bildet Wasser; es zieht sich beim Erwärmen zwischen \(0^\circ {\rm{C}}\) und \(4^\circ {\rm{C}}\) zusammen. Man bezeichnet diese Verhalten von Wasser als Anomalie des Wassers (anomal: gegen die Regel). Nachweis der Volumenausdehnung von Flüssigkeiten Abb.
Material-Details Beschreibung Erstellen eines Hefteintrags zu zwei Versuchen. Statistik Autor/in Downloads Arbeitsblätter / Lösungen / Zusatzmaterial Die Download-Funktion steht nur registrierten, eingeloggten Benutzern/Benutzerinnen zur Verfügung. Textauszüge aus dem Inhalt: Inhalt Ausdehnung von Stoffen Du hast zwei Versuche gesehen, in denen gezeigt wird, dass sich Stoffe bei Erwärmung ausdehnen. 1. Beschreibe die Versuche (4. Klasse: Beschreibe einen der Versuche) und schreibe deine Beobachtungen möglichst genau auf. 2. Warum zeigen die Versuche, dass dieser Merksatz stimmt? Klebe den Merksatz in dein Heft und erkläre. Für alle Stoffe, ob fest, flüssig oder gasförmig gilt: Bei Erwärmung dehnen sie sich aus. 3. Findest du Beispiele aus deinem Alltag, bei denen du auch siehst, dass sich Stoffe beim Erwärmen ausdehnen? 4. Auch das Thermometer funktioniert mit der Ausdehnung von Flüssigkeiten. Erkläre, wie und warum ein Thermometer funktioniert?
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.
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.
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