Transcript 2. Aufbau der Stoffe

2. Aufbau der Stoffe
2.1 Wärmeempfindung und Wärmezustand
Versuch: Stelle eine Schüssel mit kaltem Wasser, eine
mit warmem und eine dritte mit lauwarmem Wasser
nebeneinander!
Halte nun eine Zeit lang eine Hand in das kalte, die
andere in das warme Wasser und tauche dann beide
Hände zugleich in das lauwarme Wasser (Abb.)! Wie
empfindet die rechte und wie die linke Hand den
Wärmezustand des lauwarmen Wassers?
Ergebnis:
Unser Wärmesinn gibt kein sicheres Urteil über den Wärmezustand
eines Körpers.
Die Wärmeempfindung hängt nicht bloß vom Wärmezustand des zu
prüfenden Körpers ab, sie wird auch von der vorhergehenden
Wärmeempfindung unserer Hände beeinflusst.
Versuch: Ein Gegenstand wird erhitzt und dann in Wasser
gegeben. Nach einiger Zeit holen wir ihn heraus.
Ergebnis: Gegenstand hat sich abgekühlt, Wasser erwärmt.
Zwischen zwei verschieden warmen Körpern,
die sich berühren, kommt es allmählich zu
einem Temperaturausgleich.
Beispiele: Speisen werden kalt, Eis wird warm, ...
2.2 Ausdehnung der Körper durch Wärme
Versuch: Wärmeausdehnung von Festkörpern
Kalte Metallkugel geht durch den Ring durc
Wir erhitzen die Kugel.
Ergebnis: Die erhitzte Kugel geht
nicht mehr durch.
Nach dem Abkühlen fällt sie wieder
durch.
Versuch:
Wärmeausdehnung von
Flüssigkeiten
Versuch:
Wärmeausdehnung von Gasen
Ergebnis:
Das Volumen fester, flüssiger und gasförmiger Körper
wird im Allgemeinen bei Erwärmung größer.
2.3 Die Temperatur
eines Körpers und
ihre Messung
2.3 Die Temperatur
eines Körpers und
ihre Messung
Thermometer
Sind Messgeräte für die Temperaturmessung.
Fieberthermometer
(vgl. B. S. 18)
Als Thermometerflüssigkeit wird
Quecksilber verwendet.
(Achtung giftig, wenn es
ausrinnt!!!!)
Maximum-MinimumThermometer
Wird verwendet, um die
höchste und tiefste Temperatur
in einem bestimmten
Zeitabschnitt zu messen.
Als Thermometerflüssigkeit
dient Alkohol. Der Alkohol
bewegt das Quecksilber und
dieses die Metallstifte.
Die Metallstifte bleiben beim
Wert der höchsten Temperatur
und der niedrigsten Temperatur
stehen.
Rückstellung nötig!
Bimetallthermometer:
Versuch
Bimetallthermometer:
Der innere Messingstreifen dehnt sich
stärker. Daher geht bei
Erwärmung der Zeiger
nach rechts.
Neben Volums- und Längenausdehnung können auch andere
Körpereigenschaften zur Temperaturmessung herangezogen werden.
z. B.
Thermochromstifte (ändern bei Erreichen einer bestimmten Temperatur
die Farbe
Fieberschnellstreifen
Thermopapier
Weitere Messgeräte:
Thermograph zeichnet die Temperatur auf.
Widerstandsthermometer
Lies Buch Seite 20!
2.4 Beispiele zur Wärmeausdehnung
Versuch:
Wärmeausdehnungsapparat. Wir untersuchen damit die
Wärmeausdehnung von verschiedenen Metallrohren.
Dazu spannen wir mehrere gleichlange Rohre ein. (Al, Cu, Fe)
Verschiedene Rohre
Drehlager
Stativ
Dampferzeuger
Wasserdampf
Ergebnis:
Aluminium dehnt
sich stärker als
Kupfer und Kupfer
stärker als Eisen.
Ergebnis: Aluminium dehnt sich stärker als Kupfer und Kupfer stärker als
Eisen.
Dehnfugen in der Fahrbahn vor und nach Brücken
Brückenlager. Vgl. B. Seite 21 Abb. 12.2
Versuch: Wir spannen
einen Bolzen in eine
Vorrichtung. (vgl. B. S. 21
Abb. 12.3)
Wir erhitzen den Stab, der den Bolzen hält.
→ Der Stab dehnt sich.
Wir spannen nach.
Anschließend kühlen wir den Stab rasch ab.
Ergebnis:
Der Bolzen bricht.
Daraus ersehen wir, welche Kräfte bei der
Wärmeausdehnung wirksam werden.
z. B. kann es im Sommer bei sehr starker Hitze zu Verwerfungen von
Eisenbahnschienen kommen.
Zusammenfassung:
Das Volumen von Körpern wird im Allgemeinen beim Erwärmen
größer, beim Abkühlen kleiner. Bei gleicher Erwärmung dehnen
sich Gase wesentlich stärker aus als Flüssigkeiten und diese
stärker als die festen Körper.
Arbeite die Aufgaben B. S. 22 durch
Arbeite die Aufgaben
B. S. 22 durch
Zu Aufgabe 12.7 (Seite 22) Wärmeausdehnung
von Flüssigkeiten:
Expansionsgefäß
bei Heizungen
1. Begegnungen mit Physik im Alltag
1.1 Aufgabe der Physik
1.2 Physikalische Grunderfahrungen
Physikalische Größen
1.3 Grunderfahrungen mit dem elektrischen Strom
1.4 Der elektrische Stromkreis
1.5 Gefahren des elektrischen Stromes
1.6 Permanent- und Elektromagnete
Die Pole der Magneten
Anwendung von Magneten
2. Aufbau der Stoffe
2.1 Wärmeempfindung und Wärmezustand
2.2 Ausdehnung der Körper durch Wärme
2.3 Die Temperatur eines Körpers und ihre Messung
Thermometer
2.4 Beispiele zur Wärmeausdehnung
Physiktest 2e Klasse 2006/07
1. Begegnungen mit Physik im
Alltag
1.1 Aufgabe der Physik
1.2 Physikalische Grunderfahrungen
Physikalische Größen
1.3 Grunderfahrungen mit dem
elektrischen Strom
1.4 Der elektrische Stromkreis
1.5 Gefahren des elektrischen
Stromes
1.6 Permanent- und Elektromagnete
Die Pole der Magneten
Anwendung von Magneten
2. Aufbau der Stoffe
2.1 Wärmeempfindung und
Wärmezustand
2.2 Ausdehnung der Körper durch
Wärme
2.3 Die Temperatur eines Körpers
und ihre Messung
Thermometer
2.4 Beispiele zur
Wärmeausdehnung
Rechenbeispiel: Um
wie viel dehnt sich eine
10 m lange
Straßenbahnschiene
aus Stahl aus, wenn sie
von 0°C auf 30 °C
erwärmt wird?
Wir schauen in der
Tabelle Seite 22 nach.
x = 0,14 · 10 · 3 = 4,2 mm
Sie dehnt sich um
4,2 mm.