57 Impuls Physik 4, Schulbuch (ISBN: 978-3-209-12341-1) Wärmeströmung Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Daher könnte ein Heizkörper die Temperatur im Zimmer kaum erhöhen, wenn die thermische Übertragung der Energie nur bei direktem Kontakt möglich wäre. Wenn sich die Temperatur der Luft direkt beim Heizkörper erhöht, dann wird die Luft leichter (weniger dicht). Diese Luft steigt nach oben. Luft mit niedrigerer Temperatur strömt von unten nach. Es entsteht eine Wärmeströmung, durch die sich die Luft aus der Nähe des Heizkörpers gleichmäßig im ganzen Zimmer verteilt (B3). Damit das gut funktioniert, muss sich die Luft gut bewegen können. Heizkörper sollten daher nicht verdeckt sein. Ähnliche Strömungen kann man auch in Flüssigkeiten beobachten, zB in den Meeren. Temperaturunterschiede im Wasser sind eine Ursache der natürlichen Meeresströmungen. Wärmestrahlung Die Heizung überträgt noch auf eine andere Weise Energie auf die Umgebung. Jeder Körper gibt ständig Energie in Form von Strahlung ab. Man nennt diese Strahlung auch Wärmestrahlung. Normalerweise ist die Wärmestrahlung für Menschen unsichtbar. Man nennt die unsichtbare Wärmestrahlung auch IR-Strahlung. Du wirst in Abschnitt 6 noch mehr über diese Art von Strahlung erfahren. Nur wenn die Temperatur eines Gegenstands sehr hoch ist, wird Energie zum Teil als sichtbares Licht abgestrahlt (B4). Auch du bist ein Wärmestrahler. Durch eine Messung dieser Strahlung kann man indirekt die Körpertemperatur messen (B5). Wie viel Energie als Strahlung ausgesendet wird, hängt nämlich von der Temperatur ab: Kältere Körper senden weniger Strahlung aus als Körper mit einer höheren Temperatur. Schneide aus der Metallfolie eine Spirale aus (ca. 20 cm Durchmesser). Ziehe die Spirale etwas auseinander. Mache mit der Nadel an das innere Ende der Spirale ein Loch. Fädle dort einen dünnen Faden durch und verknote ihn. Befestige die Spirale am Faden am Stativ. Beachte dabei, dass du ca. 10 cm unter das untere Ende der Spirale eine brennende Kerze auf die Unterlage stellen kannst. Beobachte mindesten 3 Minuten lang. Wenn du den Rest der Seite gelesen hast, stelle eine begründete Vermutung auf: Wo könntest du die Spirale noch platzieren, um etwas Ähnliches zu beobachten? Plane einen Versuch, um deine Vermutung zu testen. V1 Was bewirken Temperaturunterschiede der Luft? Materialien Metallfolie Nadel + dünner Faden Stativ Kerze (Teelicht) Feuerzeug Feuerfeste Unterlage Luft mit hoher Temperatur Luft mit niedriger Temperatur B3 Durch den Temperaturunterschied beim Heizkörper entsteht eine Wärmeströmung (schematische Darstellung). B4 Bei sehr hohen Temperaturen (zB von glühenden Kohlen) wird die Wärmestrahlung teilweise sichtbar. B5 Ein IR-Fieberthermometer misst die Wärmestrahlung deines Körpers. Es gibt drei Arten der thermischen Energieübertragung: Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung. Bei allen drei Arten gleichen sich auf natürliche Weise (dh. ohne zugeführte Energie) die Temperaturen mit der Zeit an. Energie und Temperaturmaschinen 2 17 imph4sb_12341.indb 17 07.11.25 13:22 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MTA2NTcyMQ==