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2. Aufbau der Stoffe 2.1 Wärmeempfindung und Wärmezustand Versuch: Stelle eine Schüssel mit kaltem Wasser, eine mit warmem und eine dritte mit lauwarmem.

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1 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.

2 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,...

3 2.2 Ausdehnung der Körper durch Wärme Versuch: Wärmeausdehnung von Festkörpern Kalte Metallkugel geht durch den Ring durch. Wir erhitzen die Kugel. Ergebnis: Die erhitzte Kugel geht nicht mehr durch. Nach dem Abkühlen fällt sie wieder durch.

4 Versuch: Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten Versuch: Wärmeausdehnung von Gasen

5 Das Volumen fester, flüssiger und gasförmiger Körper wird im Allgemeinen bei Erwärmung größer. Ergebnis:

6 2.3 Die Temperatur eines Körpers und ihre Messung

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8 Thermometer Sind Messgeräte für die Temperaturmessung. Fieberthermometer (vgl. B. S. 18) Als Thermometerflüssigkeit wird Quecksilber verwendet. (Achtung giftig, wenn es ausrinnt!!!!)

9 Maximum-Minimum- Thermometer 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!

10 Bimetallthermometer: Versuch

11 Bimetallthermometer: Der innere Messing- streifen dehnt sich stärker. Daher geht bei Erwärmung der Zeiger nach rechts.

12 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!

13 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) Ergebnis: Aluminium dehnt sich stärker als Kupfer und Kupfer stärker als Eisen.

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15 Dehnfugen in der Fahrbahn vor und nach Brücken

16 Brückenlager. Vgl. B. Seite 21 Abb. 12.2

17 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.

18 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

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20 Zu Aufgabe 12.7 (Seite 22) Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten: Expansionsgefäß bei Heizungen

21 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

22 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

23 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.


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