Physik · Klasse 7 und 8 · Kapitel

Physik 7/8: Temperatur, Wärme und Ausdehnung

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Merken kommt ins Heft
Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
Üben selbst rechnen
Achtung typischer Fehler
Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich kann Temperaturen in Grad Celsius und Kelvin angeben und Temperaturunterschiede berechnen.

MerkenCelsius und Kelvin

Die Kelvin-Skala beginnt am absoluten Nullpunkt.

Er liegt bei −273 °C, also gilt: Kelvin = Grad Celsius + 273. Ein Unterschied von 1 °C ist genau 1 K.

BeispielCelsius und Kelvin

Ein Kind mit Fieber hat 38 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.

Schritt für Schritt

Zahl in K = Zahl in °C + 273
38 + 273 = 311
T = 311 K

Zahl in K = Zahl in °C + 273
38 + 273 = 311
T = 311 K

Ergebnis:

311 K

AchtungKelvin und Grad Celsius verwechselt

So nicht

20 °C = 20 K

So richtig

20 °C = (20 + 273) K = 293 K

Bei einer Temperatur unterscheiden sich die Zahlen um 273. Zahl in Kelvin = Zahl in Grad Celsius + 273.

ÜbenJetzt du

○1
Die Luft im Klassenraum hat 20 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
So fängst du an:
Zahl in K = Zahl in °C + 273
Lösung zeigen
1. Zahl in K = Zahl in °C + 273
2. 20 + 273 = 293
3. T = 293 K
Ergebnis:
293 K
●2
Das Wasser im Freibad hat 25 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
Lösung zeigen
1. Zahl in K = Zahl in °C + 273
2. 25 + 273 = 298
3. T = 298 K
Ergebnis:
298 K
★3
Die Oberfläche der Venus hat 740 K. Wie viel Grad Celsius sind das? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl in °C = Zahl in K − 273
2. 740 − 273 = 467
3. ϑ = 467 °C
Ergebnis:
467 °C

2Ich kann die Längenausdehnung beim Erwärmen berechnen.

MerkenWärmeausdehnung

Wird ein Stab wärmer, wird er länger.

Es gilt Δl = α · l₀ · ΔT, und α ist die Verlängerung je Meter und Kelvin. Deshalb haben Brücken Dehnungsfugen.

BeispielLängenausdehnung

Ein Kupferrohr ist 20 m lang und wird um 30 K wärmer (α = 0,017 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird es länger? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Δl = α · l₀ · ΔT
α · l₀ = 0,017 mm/(m·K) · 20 m = 0,34 mm/K
Δl = 0,34 mm/K · 30 K = 10,2 mm

Δl = α · l₀ · ΔT
α · l₀ = 0,017 mm/(m·K) · 20 m = 0,34 mm/K
Δl = 0,34 mm/K · 30 K = 10,2 mm

Ergebnis:

10,2 mm

AchtungDifferenz vergessen

So nicht

v = 60 m : 8 s (ab null gerechnet)

So richtig

v = (60 m − 20 m) : (8 s − 4 s) = 10 m/s

Für die Steigung zählen die Änderungen: um wie viel der Weg in der Zeitspanne zunimmt. Rechne Endwert minus Anfangswert.

ÜbenJetzt du

○4
Eine Stahlschiene ist 60 m lang und wird um 25 K wärmer (α = 0,012 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird sie länger? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Δl = α · l₀ · ΔT
Lösung zeigen
1. Δl = α · l₀ · ΔT
2. α · l₀ = 0,012 mm/(m·K) · 60 m = 0,72 mm/K
3. Δl = 0,72 mm/K · 25 K = 18 mm
Ergebnis:
18 mm
●5
Eine Aluminiumleiter ist 3 m lang und wird um 10 K wärmer (α = 0,024 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird sie länger? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Δl = α · l₀ · ΔT
2. α · l₀ = 0,024 mm/(m·K) · 3 m = 0,072 mm/K
3. Δl = 0,072 mm/K · 10 K = 0,72 mm
Ergebnis:
0,72 mm
★6
Eine Betonbrücke ist 1 km lang. Im Winter hat sie −10 °C, im Sommer 30 °C (α = 0,012 mm/(m·K)). Um wie viele Zentimeter ändert sich ihre Länge? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Δl = α · l₀ · ΔT
2. 1 km = 1000 m, ΔT = 30 + 10 = 40 K
3. Δl = 0,012 mm/(m·K) · 1000 m · 40 K = 480 mm
4. 480 mm = 48 cm
Ergebnis:
48 cm

3Ich kann Wärme und Temperatur unterscheiden und sagen, wohin die Wärme fließt.

MerkenWärme ist nicht Temperatur

Die Temperatur sagt, wie warm ein Körper ist.

Wärme ist Energie, die vom wärmeren zum kälteren Körper fließt – Kälte fließt nicht. Mehr Masse braucht mehr Wärme.

BeispielWohin fließt die Wärme?

Eine Milchflasche mit 20 °C kommt in einen Kühlschrank mit 4 °C. Was geschieht?

Schritt für Schritt

Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
Milch hat 20 °C, Kühlschrank hat 4 °C.
Also: Energie fließt von der Milch in die kalte Luft.

Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
Milch hat 20 °C, Kühlschrank hat 4 °C.
Also: Energie fließt von der Milch in die kalte Luft.

Ergebnis:

Energie fließt von der Milch in die kalte Luft.

AchtungWärme und Temperatur gleichgesetzt

So nicht

0,2 kg und 2 kg Wasser, beide um 20 K erwärmt: gleich viel Wärme

So richtig

Q = 4,2 kJ/(kg·K) · 2 kg · 20 K = 168 kJ, bei 0,2 kg nur 16,8 kJ

Die Temperatur sagt, wie warm etwas ist. Die Wärme hängt auch davon ab, wie viel Stoff warm wird.

ÜbenJetzt du

○7
In der Brotdose liegt ein Kühlakku mit −15 °C neben einem Joghurt mit 20 °C. Was geschieht?
So fängst du an:
Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
Lösung zeigen
1. Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
2. Joghurt hat 20 °C, Kühlakku hat −15 °C.
3. Also: Energie fließt vom Joghurt zum Kühlakku.
Ergebnis:
Energie fließt vom Joghurt zum Kühlakku.
●8
Ein Eiswürfel mit −3 °C schwimmt in Limonade mit 24 °C. Was geschieht?
Lösung zeigen
1. Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
2. Limonade hat 24 °C, Eis hat −3 °C.
3. Also: Energie fließt von der Limonade zum Eis.
Ergebnis:
Energie fließt von der Limonade zum Eis.
★9
Eine Badewanne mit 100 kg Wasser hat 35 °C. Eine Tasse Tee mit 0,2 kg hat 70 °C. Beide kühlen auf 20 °C ab. Was gibt mehr Wärme ab?
Lösung zeigen
1. Die Wärme hängt von der Masse und von der Abkühlung ab: Q = c · m · ΔT.
2. Badewanne 100 kg und 15 K, Tee 0,2 kg und 50 K.
3. Die Badewanne hat viel mehr Masse. Sie gibt mehr Wärme ab, obwohl sie kühler ist.
Ergebnis:
die Badewanne

4Ich kann die Wärme mit Q = c · m · ΔT berechnen.

MerkenWärme berechnen

Die Wärme hängt vom Stoff, der Masse und der Erwärmung ab.

Es gilt Q = c · m · ΔT, die Masse in kg und die Erwärmung in K. Wasser braucht 4,2 kJ je Kilogramm und Kelvin.

BeispielWärme: Q = c · m · ΔT

2 kg Wasser werden um 50 K erwärmt (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Wie viel Wärme ist dafür nötig? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Q = c · m · ΔT
c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 2 kg = 8,4 kJ/K
Q = 8,4 kJ/K · 50 K = 420 kJ

Q = c · m · ΔT
c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 2 kg = 8,4 kJ/K
Q = 8,4 kJ/K · 50 K = 420 kJ

Ergebnis:

420 kJ

AchtungMasse in Gramm statt Kilogramm

So nicht

Q = 4,2 kJ/(kg·K) · 500 g · 10 K = 21.000 kJ

So richtig

500 g = 0,5 kg, Q = 4,2 kJ/(kg·K) · 0,5 kg · 10 K = 21 kJ

Die Wärmekapazität gilt je Kilogramm. Rechne die Masse zuerst in Kilogramm um: 1000 g sind 1 kg.

ÜbenJetzt du

○10
5 kg Wasser werden um 60 K erwärmt (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Wie viel Wärme ist dafür nötig? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Q = c · m · ΔT
Lösung zeigen
1. Q = c · m · ΔT
2. c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 5 kg = 21 kJ/K
3. Q = 21 kJ/K · 60 K = 1260 kJ
Ergebnis:
1260 kJ
●11
2,5 kg Wasser werden um 25 K erwärmt (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Wie viel Wärme ist dafür nötig? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Q = c · m · ΔT
2. c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 2,5 kg = 10,5 kJ/K
3. Q = 10,5 kJ/K · 25 K = 262,5 kJ
Ergebnis:
262,5 kJ
★12
750 g Wasser werden von 22 °C auf 60 °C erwärmt (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Wie viel Wärme in kJ ist nötig? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Q = c · m · ΔT
2. 750 g = 0,75 kg, ΔT = 60 °C − 22 °C = 38 K
3. Q = 4,2 kJ/(kg·K) · 0,75 kg · 38 K = 119,7 kJ
Ergebnis:
119,7 kJ

5Ich kann aus der Wärme die Erwärmung oder die Masse berechnen.

MerkenQ = c · m · ΔT umstellen

Die Formel ist eine Gleichung: ΔT = Q : (c · m) und m = Q : (c · ΔT).

Q und c müssen beide in kJ oder beide in J stehen.

BeispielErwärmung aus der Wärme

4 kg Wasser nehmen 672 kJ Wärme auf (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Um wie viel Kelvin wird das Wasser wärmer? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

ΔT = Q : (c · m)
c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 4 kg = 16,8 kJ/K
ΔT = 672 kJ : 16,8 kJ/K = 40 K

ΔT = Q : (c · m)
c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 4 kg = 16,8 kJ/K
ΔT = 672 kJ : 16,8 kJ/K = 40 K

Ergebnis:

40 K

AchtungFormel falsch umgestellt

So nicht

V = ρ · m

So richtig

ρ = m : V   | · V   | : ρ   →   V = m : ρ

Stell die Formel wie eine Gleichung um: Auf beiden Seiten dasselbe tun, bis die gesuchte Größe allein steht.

ÜbenJetzt du

○13
3 kg Wasser nehmen 63 kJ Wärme auf (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Um wie viel Kelvin wird das Wasser wärmer? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
ΔT = Q : (c · m)
Lösung zeigen
1. ΔT = Q : (c · m)
2. c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 3 kg = 12,6 kJ/K
3. ΔT = 63 kJ : 12,6 kJ/K = 5 K
Ergebnis:
5 K
●14
5 kg Wasser nehmen 105 kJ Wärme auf (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Um wie viel Kelvin wird das Wasser wärmer? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. ΔT = Q : (c · m)
2. c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 5 kg = 21 kJ/K
3. ΔT = 105 kJ : 21 kJ/K = 5 K
Ergebnis:
5 K
★15
200 g Wasser mit 20 °C nehmen 12,6 kJ Wärme auf (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Welche Temperatur hat das Wasser danach? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. ΔT = Q : (c · m)
2. 200 g = 0,2 kg, c · m = 0,84 kJ/K
3. ΔT = 12,6 kJ : 0,84 kJ/K = 15 K
4. ϑ = 20 °C + 15 K = 35 °C
Ergebnis:
35 °C

6Ich kann Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung unterscheiden und Dämmung begründen.

MerkenDrei Wege der Wärme

Wärme fließt durch Leitung, Strömung oder Strahlung.

Bei der Strömung wandert der warme Stoff mit, Strahlung braucht keinen Stoff. Dämmung bremst den Fluss.

BeispielLeitung, Strömung, Strahlung

Eine Wärmebildkamera filmt nachts ein Dach mit 0 °C aus 20 Meter Entfernung. Erkläre: Wie kommt die Energie vom Dach zur Kamera?

Schritt für Schritt

Frag: Wandert der Stoff selbst mit? Dann ist es Strömung.
Bleibt der Stoff, und berühren sich die Körper? Dann ist es Leitung.
Ist gar kein Stoff dazwischen? Dann ist es Strahlung.
Also: durch Strahlung, auch durch leeren Raum

Frag: Wandert der Stoff selbst mit? Dann ist es Strömung.
Bleibt der Stoff, und berühren sich die Körper? Dann ist es Leitung.
Ist gar kein Stoff dazwischen? Dann ist es Strahlung.
Also: durch Strahlung, auch durch leeren Raum

Ergebnis:

durch Strahlung, auch durch leeren Raum

AchtungWärmetransport verwechselt

So nicht

Die Sonne wärmt uns durch Wärmeleitung über die Luft.

So richtig

Sonne → Erde durch fast leeren Raum: Wärmestrahlung

Leitung geht von Teilchen zu Teilchen, bei der Strömung wandert der warme Stoff selbst, Strahlung braucht gar keinen Stoff.

ÜbenJetzt du

○16
Der Golfstrom bringt Meerwasser mit etwa 26 °C aus der Karibik nach Norden. Erkläre: Wie kommt die Energie nach Europa?
So fängst du an:
Frag: Wandert der Stoff selbst mit? Dann ist es Strömung.
Lösung zeigen
1. Frag: Wandert der Stoff selbst mit? Dann ist es Strömung.
2. Bleibt der Stoff, und berühren sich die Körper? Dann ist es Leitung.
3. Ist gar kein Stoff dazwischen? Dann ist es Strahlung.
4. Also: durch Strömung, der warme Stoff wandert
Ergebnis:
durch Strömung, der warme Stoff wandert
●17
Du hältst einen Eiswürfel mit −5 °C in der Hand. Erkläre: Wie kommt die Energie von der Hand ins Eis?
Lösung zeigen
1. Frag: Wandert der Stoff selbst mit? Dann ist es Strömung.
2. Bleibt der Stoff, und berühren sich die Körper? Dann ist es Leitung.
3. Ist gar kein Stoff dazwischen? Dann ist es Strahlung.
4. Also: durch Leitung, von Teilchen zu Teilchen
Ergebnis:
durch Leitung, von Teilchen zu Teilchen
★18
Auf einem Wärmebild bei 4 °C leuchtet das alte Dach hell, das frisch gedämmte dunkel. Erkläre, was das zeigt.
Lösung zeigen
1. Dämmung ist keine Quelle: Sie erzeugt weder Wärme noch Kälte.
2. Energie fließt vom Wärmeren zum Kälteren. Eine Dämmung bremst diesen Fluss.
3. Durch das gedämmte Dach geht viel weniger Energie hinaus.
Ergebnis:
Durch das gedämmte Dach geht viel weniger Energie hinaus.

7Ich kann Temperatur-Zeit-Diagramme beim Schmelzen und Sieden deuten.

MerkenSchmelzen und Sieden

Beim Schmelzen und Sieden bleibt die Temperatur gleich.

Die zugeführte Energie löst die Teilchen voneinander. Im Diagramm ist das ein waagerechtes Stück.

BeispielSchmelzen und Sieden im Diagramm

Ein Stück Gletschereis wird gleichmäßig erwärmt. Das Diagramm zeigt die Temperatur, ein Kästchen ist eine Minute. Wie viele Minuten dauert das Schmelzen? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Beim Schmelzen bleibt die Temperatur gleich: Das ist das waagerechte Stück bei 0 °C.
Es beginnt bei 2 min und endet bei 4 min.
Dauer = 4 min − 2 min = 2 min

Beim Schmelzen bleibt die Temperatur gleich: Das ist das waagerechte Stück bei 0 °C.
Es beginnt bei 2 min und endet bei 4 min.
Dauer = 4 min − 2 min = 2 min

Ergebnis:

2 min

AchtungNoch einmal: Differenz vergessen

So nicht

v = 60 m : 8 s (ab null gerechnet)

So richtig

v = (60 m − 20 m) : (8 s − 4 s) = 10 m/s

Für die Steigung zählen die Änderungen: um wie viel der Weg in der Zeitspanne zunimmt. Rechne Endwert minus Anfangswert.

ÜbenJetzt du

○19
Ein Eiswürfel wird gleichmäßig erwärmt, ein Kästchen ist eine Minute. Wie viele Minuten dauert es, das Schmelzwasser von 0 °C auf 100 °C zu erwärmen? Berechne mit Einheit.
So fängst du an:
Das Wasser wird im steigenden Stück zwischen den beiden waagerechten Stücken wärmer.
Lösung zeigen
1. Das Wasser wird im steigenden Stück zwischen den beiden waagerechten Stücken wärmer.
2. Es beginnt bei 8 min und erreicht 100 °C bei 13 min.
3. Dauer = 13 min − 8 min = 5 min
Ergebnis:
5 min
●20
Eis wird gleichmäßig erwärmt, ein Kästchen ist eine Minute. Wie viele Minuten dauert es, das Schmelzwasser von 0 °C auf 100 °C zu erwärmen? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Das Wasser wird im steigenden Stück zwischen den beiden waagerechten Stücken wärmer.
2. Es beginnt bei 9 min und erreicht 100 °C bei 12 min.
3. Dauer = 12 min − 9 min = 3 min
Ergebnis:
3 min
★21
Ein Stück Gletschereis wird mit einer Heizplatte erwärmt, die gleichmäßig 250 W abgibt. Wie viel Energie in kJ nimmt es beim Schmelzen auf? Lies die Zeit im Diagramm ab.
Lösung zeigen
1. Geschmolzen wird im waagerechten Stück bei 0 °C.
2. Es dauert von 1 min bis 7 min, also 6 min = 360 s.
3. E = P · t = 250 W · 360 s = 90.000 J = 90 kJ
Ergebnis:
90 kJ

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

●22
Die Luft im Klassenraum hat 24 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
Lösung zeigen
1. Zahl in K = Zahl in °C + 273
2. 24 + 273 = 297
3. T = 297 K
Ergebnis:
297 K
●23
Das Wasser im Freibad wird von 20 °C auf 26 °C erwärmt. Um wie viel Kelvin steigt die Temperatur? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. ΔT = Endtemperatur − Anfangstemperatur
2. 26 − 20 = 6
3. ΔT = 6 K
Ergebnis:
6 K
●24
Eine Glasscheibe ist 3 m lang und wird um 40 K wärmer (α = 0,009 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird sie länger? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Δl = α · l₀ · ΔT
2. α · l₀ = 0,009 mm/(m·K) · 3 m = 0,027 mm/K
3. Δl = 0,027 mm/K · 40 K = 1,08 mm
Ergebnis:
1,08 mm
●25
Ein Stahlrohr ist bei 20 °C genau 4 m lang (α = 0,012 mm/(m·K)). Wie viele Millimeter ist es bei 80 °C lang? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. l = l₀ + Δl
2. Δl = 0,012 mm/(m·K) · 4 m · 60 K = 2,88 mm
3. l₀ = 4 m = 4000 mm
4. l = 4000 mm + 2,88 mm = 4002,88 mm
Ergebnis:
4002,88 mm
●26
Deine Hand hat 33 °C. Du fasst ein Metallgeländer mit −5 °C an. Was geschieht?
Lösung zeigen
1. Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
2. Hand hat 33 °C, Metall hat −5 °C.
3. Also: Energie fließt von der Hand ins Metall.
Ergebnis:
Energie fließt von der Hand ins Metall.
●27
Ein Becher mit 1 kg Wasser braucht 84 kJ, um von 20 °C auf 40 °C zu kommen. Wie viel Wärme braucht ein Topf mit 3 kg Wasser dafür?
Lösung zeigen
1. Gleiche Erwärmung: Die Wärme wächst mit der Masse.
2. 3 kg : 1 kg = 3
3. Q = 3 · 84 kJ = 252 kJ
Ergebnis:
252 kJ

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Celsius und Kelvin: Die Kelvin-Skala beginnt am absoluten Nullpunkt.
Wärmeausdehnung: Wird ein Stab wärmer, wird er länger.
Wärme ist nicht Temperatur: Die Temperatur sagt, wie warm ein Körper ist.
Wärme berechnen: Die Wärme hängt vom Stoff, der Masse und der Erwärmung ab.
Q = c · m · ΔT umstellen: Die Formel ist eine Gleichung: ΔT = Q : (c · m) und m = Q : (c · ΔT).
Drei Wege der Wärme: Wärme fließt durch Leitung, Strömung oder Strahlung.
Schmelzen und Sieden: Beim Schmelzen und Sieden bleibt die Temperatur gleich.

Achtung273 zu einem Temperaturunterschied addiert

So nicht

von 20 °C auf 50 °C: ΔT = 30 + 273 = 303 K

So richtig

von 20 °C auf 50 °C: ΔT = 30 K

Für einen Unterschied kommt keine 273 dazu. Ein Unterschied von 1 °C ist genau 1 K.

AchtungKälte fließt

So nicht

Das Eis gibt Kälte an die Limonade ab.

So richtig

Limonade 20 °C → Eis 0 °C: Die Energie fließt von der Limonade zum Eis.

Kälte ist nichts, was fließt. Energie fließt immer vom wärmeren zum kälteren Körper.

AchtungKilojoule und Joule verwechselt

So nicht

Q = 4200 J/(kg·K) · 2 kg · 10 K = 84.000 kJ

So richtig

Q = 84.000 J = 84 kJ

Kilo heißt tausend: 1 kJ sind 1000 J. Schau, ob c in J oder in kJ angegeben ist, und schreib die passende Einheit.

AchtungWärmekapazität des falschen Stoffs

So nicht

Eisen erwärmen: Q = 4,2 kJ/(kg·K) · 1 kg · 10 K

So richtig

Eisen erwärmen: Q = 0,45 kJ/(kg·K) · 1 kg · 10 K = 4,5 kJ

Jeder Stoff hat sein eigenes c. Nimm das c des Stoffs, der warm wird, und lass es nicht weg.

AchtungEinheit vergessen

So nicht

ρ = 54 : 20 = 2,7

So richtig

ρ = 54 g : 20 cm³ = 2,7 g/cm³

Deine Zahl stimmt – aber eine Größe ist Zahl und Einheit. Schreib die Einheit dazu.

AchtungDämmung als Wärme- oder Kältequelle

So nicht

Die Jacke wärmt dich.

So richtig

Körper 37 °C → Jacke → draußen 0 °C: Die Energie kommt vom Körper, die Jacke bremst nur den Fluss.

Eine Dämmung erzeugt weder Wärme noch Kälte. Sie bremst nur den Fluss der Energie vom Wärmeren zum Kälteren.

AchtungWaagerechtes Stück beim Schmelzen und Sieden falsch gedeutet

So nicht

Beim Sieden steigt die Temperatur weiter, das Thermometer ist nur zu langsam.

So richtig

Beim Sieden bleibt ϑ = 100 °C, die Energie trennt die Teilchen voneinander.

Beim Schmelzen und Sieden fließt weiter Energie zu, aber die Temperatur bleibt. Die Energie löst die Teilchen voneinander.

AchtungTeilchen mit den Eigenschaften des Stoffs

So nicht

Beim Schmelzen werden die Teilchen weich.

So richtig

fest → flüssig: Die Teilchen verlassen ihre festen Plätze. Die Teilchen selbst bleiben gleich.

Die Teilchen selbst ändern sich nie. Sie werden nicht weich, nicht größer und nicht nass – es ändern sich nur Abstand und Ordnung.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

Ich kann Temperaturen in Grad Celsius und Kelvin angeben und Temperaturunterschiede berechnen.
28
Die Luft im Klassenraum hat 23 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
Lösung zeigen
Ergebnis:
296 K
Ich kann die Längenausdehnung beim Erwärmen berechnen.
29
Eine Aluminiumleiter ist 2 m lang und wird um 10 K wärmer (α = 0,024 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird sie länger? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
0,48 mm
Ich kann Wärme und Temperatur unterscheiden und sagen, wohin die Wärme fließt.
30
Eine Tasse Tee mit 70 °C steht in einem Zimmer mit 22 °C. Was geschieht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Energie fließt vom Tee in die Luft.
Ich kann die Wärme mit Q = c · m · ΔT berechnen.
31
0,5 kg Wasser werden um 60 K erwärmt (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Wie viel Wärme ist dafür nötig? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
126 kJ
Ich kann aus der Wärme die Erwärmung oder die Masse berechnen.
32
3 kg Wasser nehmen 315 kJ Wärme auf (c = 4,2 kJ/(kg·K)). Um wie viel Kelvin wird das Wasser wärmer? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
25 K
Ich kann Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung unterscheiden und Dämmung begründen.
33
Ein Metalllöffel steht in Tee mit 80 °C. Bald ist auch sein Griff warm. Erkläre: Wie kommt die Energie zum Griff?
Lösung zeigen
Ergebnis:
durch Leitung, von Teilchen zu Teilchen
Ich kann Temperatur-Zeit-Diagramme beim Schmelzen und Sieden deuten.
34
Ein Eiswürfel wird gleichmäßig erwärmt. Das Diagramm zeigt die Temperatur, ein Kästchen ist eine Minute. Wie viele Minuten dauert das Schmelzen? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
2 min

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Wörter

Gleichung: zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind

Wie es zusammenhängt

Das brauchst du vorher: Rationale Zahlen, Zuordnungen

Lösungen

293 K
298 K
467 °C
18 mm
0,72 mm
48 cm
Energie fließt vom Joghurt zum Kühlakku.
Energie fließt von der Limonade zum Eis.
die Badewanne
1260 kJ
262,5 kJ
119,7 kJ
5 K
5 K
35 °C
durch Strömung, der warme Stoff wandert
durch Leitung, von Teilchen zu Teilchen
Durch das gedämmte Dach geht viel weniger Energie hinaus.
5 min
3 min
90 kJ
297 K
6 K
1,08 mm
4002,88 mm
Energie fließt von der Hand ins Metall.
252 kJ
296 K
0,48 mm
Energie fließt vom Tee in die Luft.
126 kJ
25 K
durch Leitung, von Teilchen zu Teilchen
2 min