16 21.6 Sonne, Strand und Feuerlaufen Die Wärmekapazität Warum ein Sandstrand so heiß wird, warum man sich beim Apfelstrudelessen die Zunge verbrennen kann und warum man ohne Verletzungen über glühende Kohlen laufen kann, hat mit der Wärmekapazität zu tun. In der prallen Sonne wird ein Sandstrand (B 21.38) so heiß, dass man fast nicht mehr barfuß laufen kann. Das Meer erwärmt sich aber kaum. Stelle eine Vermutung auf, warum das so ist. B 21.38 Sand wird in der Sonne so brennheiß, dass man darauf barfuß kaum gehen kann! Warum ist das so? Beim Feuerlauf laufen Mutige über glühende Holzkohlestücke. Warum verbrennen sie sich dabei nicht die Füße? Begründe. Wenn du einen warmen Apfelstrudel isst, musst du aufpassen! Auch wenn er außen schon abgekühlt ist, kann man sich an den Äpfeln im Inneren immer noch leicht die Zunge verbrennen. Ist dir das schon einmal passiert? Welche Erklärung hast du dafür? Wenn man am Meer lebt, dann ist der Temperaturunterschied zwischen Sommer und Winter nicht so groß wie im Landesinneren (B 21.43). Man spricht von Seeklima und Landklima. Stelle eine Hypothese auf, warum das so ist und versuche, eine Verbindung zu Frage A 2 herzustellen. A 22 A 23 B 21.39 Wie ist es möglich, dass man sich dabei nicht die Füße verbrennt? A 24 A 25 Wärmeenergie ist die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der Teilchen steckt. Die Wärmeenergie ist auch für die Temperatur eines Gegenstandes oder eines Materials verantwortlich. Unterschiedliche Materialien erwärmen sich aber bei Zufuhr von Energie unterschiedlich stark. Das kannst du in B 21.40 sehen. B 21.40 Wie viel Joule man 1 kg eines Stoffes zuführen muss, damit er sich um 1 °C erwärmt. Nehmen wir als Beispiele Sand und Wasser. Damit man 1kg Sand um 1°C erwärmen kann, muss man eine Energie von 840 Joule zuführen. Bei Wasser muss man aber 4200 Joule zuführen, also fünfmal so viel, um dieselbe Erwärmung zu erzielen. Man sagt daher: Wasser hat eine hohe Wärmekapazität. Das Wort Kapazität bedeutet allgemein Speichervermögen. Wasser kann also sehr viel Joule an Wärmeenergie speichern, ohne dass es sich dabei wesentlich erwärmt. Das erklärt auch, warum der Sand in der Sonne viel heißer wird als das Meerwasser ( A 22 ). 4200 J aus der Sonnenstrahlung können 1 kg Wasser um 1 °C erwärmen, 1 kg Sand aber um 5 °C (B 21.41). Warum? Weil die Wärmekapazität von Wasser fünfmal so groß ist wie die von Sand. Außerdem kommt noch dazu, dass sich das Meerwasser durchmischt und die Energie somit auch in tiefere Schichten transportiert werden kann. Beim Sand werden aber nur die obersten Schichten warm. Und das führt in Summe dazu, dass das Meerwasser in der prallen Sonne angenehm ist, der Sand dir aber die Füße verbrennt. B 21.41 4200 J aus der Sonnenstrahlung können 1 kg Wasser um 1 °C erwärmen, 1 kg Sand jedoch um 5 °C. 4200 2600 2100 1700 840 900 1000 710 790 0 1000 2000 3000 4000 5000 Wasser Alkohol Eis Fichtenholz Luft Basalt Sand Granit Kohlensto Joule, um 1 kg des Sto es um 1°C zu erwärmen 1 kg Wasser +1°C 1 kg Sand +5°C 4200 J 4200 J Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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