54 Impuls Physik 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12341-1) Forschen – Finden – Ausprobieren 1 14 Findet mithilfe der vorgeschlagenen (oder mit anderen) Materialien heraus, welche der Flüssigkeiten die größte Wärmekapazität hat. Arbeitet in Teams zu ungefähr 4 Personen. Besprecht vor den Versuchen, wie ihr sie durchführen müsst, damit eure Beobachtungen und Messungen vergleichbar sind. Erinnert euch an die Variablenkontrollstrategie: Eine Variable (zB die Flüssigkeit) bleibt gleich, eine andere Variable wird verändert (zB die Energiequelle). Es kann auch jedes Team eine andere Flüssigkeit wählen. Präsentiert eure Ergebnisse auf einem Poster oder als digitale Präsentation. Tipp: Ihr müsst für euren Vergleich den Zahlenwert der übertragenen Energie nicht kennen. Wasser ist ein natürlicher Energie-Speicher Materialien unterschiedliche Flüssigkeiten: zB Wasser, Salzwasser, Speiseöl, Essig … unterschiedliche Energie-Spender: zB Heizplatte, Teelichter, Gasbrenner, direktes Sonnenlicht mehrere Gläser mehrere Thermometer Messbecher, Uhren Auch für das Klima hat die Wärmekapazität des Wassers eine große Bedeutung. Welche? Wasser ist nicht normal Im Gegensatz zu den meisten Stoffen wird flüssiges Wasser nicht immer dichter, wenn es abkühlt. Es hat die höchste Dichte bei ca. 4 °C. Bei tieferen Temperaturen wird es wieder weniger dicht. Flüssiges Wasser mit 4 °C sinkt daher in einem Teich nach unten. Wasser mit einer niedrigeren Temperatur steigt nach oben. Festes Wasser (Eis) dehnt sich beim Gefrieren aus und ist vergleichsweise noch leichter. Es schwimmt daher auf dem flüssigen Wasser. Man nennt diese Besonderheit Dichte-Anomalie des Wassers. 1. Welche Bedeutung hat die Dichte-Anomalie des Wassers für die Fische im Winter? Erkläre. 2. Die Dichte-Anomalie des Wassers kann im Winter zu Schäden an Gebäuden führen. Stelle eine Vermutung auf, warum das so ist. Überlege dir einen Versuch, um die Ausdehnung des Wassers beim Gefrieren zu untersuchen. Besprich deinen Vorschlag mit deiner Lehrkraft. Führe dann erst den Versuch durch. 4° 10° 15° 20° 25°C 3° 4° 2° 1° 0°C Du hast sicher schon einmal Wasser in einem Kochtopf zum Sieden gebracht. Ist dir aufgefallen, dass das ziemlich lange dauert? In jeder Sekunde wird von der Herdplatte Energie an den Topf und vom Topf an das Wasser übertragen. Zur Änderung der Temperatur von Wasser ist ziemlich viel Energie notwendig. Das Metall des Topfes wird am Herd viel schneller heiß als das Wasser. Andererseits kühlt Wasser auch nur langsam wieder ab. Metalle kühlen viel schneller wieder ab. Man nennt diese Eigenschaft eines Stoffes seine Wärmekapazität. Die Wärmekapazität gibt an, wieviel Energie an einen Stoff übertragen werden muss, damit sich seine Temperatur um 1 °C ändert. Es werden immer gleiche Massen von Stoffen verglichen (zB ein Gramm Wasser im Vergleich zu einem Gramm Eisen). Versuch: Der Energie-Aufnahme-Test imph4sb_12341.indb 14 07.11.25 13:22 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MTA2NTcyMQ==