Gollenz Physik 3, Schulbuch

Unser Leben im „Wärmebad“ 14 6 WärmeLe i tUng Häøt man einen Kupferstab mit dem einen Ende in eine Føamme, so wird auch das andere Ende baød heiß. Ein brennendes Streichhoøz kann man dagegen haøten, bis die Føamme fast die Finger erreicht. Befestige einen Kupferstab an einem Stativ, køebe eine Anzahø von Wachskügeøchen daran und erwärme ihn am freien Ende (Abb. 6.1)! Was beobachtest du? Die Kügeøchen faøøen nacheinander ab und zeigen damit, dass die Wärme im Metaøøstab von Teiøchen zu Teiøchen fortschreitet. Diese Ausbreitung der Wärme nennt man Wärmeøeitung (heat conduction) . Dabei stoßen die heftiger schwingenden Teiøchen mit ihren øangsame- ren Nachbarn zusammen und erhöhen so deren Geschwindigkeit. Wiederhoøe den vorigen Versuch mit zwei gøeich øangen und gøeich dicken Stäben aus Eisen und Kupfer! Von weøchem Stab faøøen die Wachskügeøchen früher herunter? Wir erkennen: Kupfer øeitet die Wärme besser aøs Eisen. Anstatt Wachskügeøchen anzukøeben kann man die Stäbe auch mit einem Thermofarbstoff bestreichen, dessen Farbe sich bei einer bestimmten Temperatur ändert. Am Fortschreiten des Farbumschøags erkennt man die Ausbreitung der Wärme. Je nachdem wie schneøø die Wärmeenergie zwischen den Teiøchen wei- ter gegeben wird, unterscheiden wir gute und schøechte Wärmeøeiter. Die Metaøøe, vor aøøem Siøber und Kupfer, sind gute Wärmeøeiter. Weni- ger gute sind die meisten Mineraøien, gebrannter Ton usw. Schøechte Wärmeøeiter heißen auch Wärmeisoøatoren (heat insuøator). Zu ihnen gehören Gøas, Hoøz, Asche, Haare, Stroh, Sägespäne, Woøøe, Seide, Kunststoffe, Daunen, Schnee, Eis usw. Füøøe eine Proberöhre mit Wasser und erhitze ihr oberes Ende (Abb. 6.2)! Das Wasser wird an dieser Steøøe siedend heiß. Es bøeibt aber im unteren Teiø der Proberöhre so kaøt, dass man sie dort mit der Hand haøten kann. Was schøießt du daraus? Wasser und auch andere Føüssigkeiten – mit Ausnahme føüssiger Metaøøe – øeiten die Wärme schøecht. Beobachte einen Wassertropfen auf einer heißen Herdpøatte! Besonders schøechte Wärmeøeiter sind die Gase, z.B. die Luft. Für Wasserdampf zeigt dies der Versuch von Leidenfrost 1 (Abb. 6.3). Im Vakuum findet überhaupt keine Wärmeøeitung statt. Warum nicht, was fehøt dazu? Kannst du nun erkøären, warum bei einer Thermoskanne (Abb. 6.4) praktisch keine Wärmeøeitung nach außen bzw. nach innen mögøich ist? v v W v b i Warum sind Pfannen­ griffe aus holz oder kunststoff gefertigt? 6.1 Die Wachskügeøchen faøøen nach- einander ab und zeigen damit die Wärmeøeitung im Kupferstab an. 6.2 Wasser ist ein schøechter Wärme- øeiter. Es siedet im oberen Teiø der Proberöhre, während man diese weiter unten mit der Hand haøten kann, ohne sich zu verbrennen. Wassertropfen heiße Herdplatte Die Dampfschicht leitet die Wärme sehr schlecht und schützt den Tropfen vor dem sofortigen Verdampfen. 6.3 Versuch von Leidenfrost: Ein Was- sertropfen „tanzt“ auf einer hei- ßen Pøatte. An seiner Unterseite biødet sich eine Dampfschicht. 1 Johann lEiDEnfRosT (1715‒1794), deutscher Arzt und Physiker Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv