2. Aufbau der Stoffe2.1 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 durch.

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

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

Ergebnis:

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-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!

Bimetallthermometer:

Versuch

Bimetallthermometer:

Der innere Messing-streifen 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 FarbeFieberschnellstreifenThermopapier

Weitere Messgeräte:Thermograph zeichnet die Temperatur auf.Widerstandsthermometer

Lies Buch Seite 20!

2.4 Beispiele zur WärmeausdehnungVersuch:

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.

DrehlagerWasserdampf

Verschiedene Rohre

Dampferzeuger

Stativ

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 Alltag1.1 Aufgabe der Physik

1.2 Physikalische GrunderfahrungenPhysikalische Größen

1.3 Grunderfahrungen mit dem elektrischen Strom1.4 Der elektrische Stromkreis

1.5 Gefahren des elektrischen Stromes1.6 Permanent- und Elektromagnete

Die Pole der MagnetenAnwendung von Magneten

2. Aufbau der Stoffe2.1 Wärmeempfindung und Wärmezustand2.2 Ausdehnung der Körper durch Wärme

2.3 Die Temperatur eines Körpers und ihre MessungThermometer

2.4 Beispiele zur Wärmeausdehnung

Physiktest 2e Klasse 2006/07

1. Begegnungen mit Physik im Alltag1.1 Aufgabe der Physik1.2 Physikalische GrunderfahrungenPhysikalische Größen1.3 Grunderfahrungen mit dem elektrischen Strom1.4 Der elektrische Stromkreis1.5 Gefahren des elektrischen Stromes1.6 Permanent- und ElektromagneteDie Pole der MagnetenAnwendung von Magneten

2. Aufbau der Stoffe2.1 Wärmeempfindung und Wärmezustand2.2 Ausdehnung der Körper durch Wärme2.3 Die Temperatur eines Körpers und ihre MessungThermometer2.4 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.