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 Backofen hat 150 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.

Schritt für Schritt

Zahl in K = Zahl in °C + 273
150 + 273 = 423
T = 423 K

Zahl in K = Zahl in °C + 273
150 + 273 = 423
T = 423 K

Ergebnis:

423 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 24 °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. 24 + 273 = 297
3. T = 297 K
Ergebnis:
297 K
●2
Ein Bügeleisen hat 160 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
Lösung zeigen
1. Zahl in K = Zahl in °C + 273
2. 160 + 273 = 433
3. T = 433 K
Ergebnis:
433 K
★3
Das Innere eines Kühlschranks hat 278 K. Wie viel Grad Celsius sind das? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Zahl in °C = Zahl in K − 273
2. 278 − 273 = 5
3. ϑ = 5 °C
Ergebnis:
5 °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

Eine Betonplatte ist 8 m lang und wird um 20 K wärmer (α = 0,012 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird sie länger? Berechne mit Einheit.

Schritt für Schritt

Δl = α · l₀ · ΔT
α · l₀ = 0,012 mm/(m·K) · 8 m = 0,096 mm/K
Δl = 0,096 mm/K · 20 K = 1,92 mm

Δl = α · l₀ · ΔT
α · l₀ = 0,012 mm/(m·K) · 8 m = 0,096 mm/K
Δl = 0,096 mm/K · 20 K = 1,92 mm

Ergebnis:

1,92 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 Aluminiumleiter ist 2 m lang und wird um 40 K wärmer (α = 0,024 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 = 0,024 mm/(m·K) · 2 m = 0,048 mm/K
3. Δl = 0,048 mm/K · 40 K = 1,92 mm
Ergebnis:
1,92 mm
●5
Eine Glasscheibe ist 2 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) · 2 m = 0,018 mm/K
3. Δl = 0,018 mm/K · 40 K = 0,72 mm
Ergebnis:
0,72 mm
★6
Eine Betonbrücke ist 0,4 km lang. Im Winter hat sie −20 °C, im Sommer 25 °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. 0,4 km = 400 m, ΔT = 25 + 20 = 45 K
3. Δl = 0,012 mm/(m·K) · 400 m · 45 K = 216 mm
4. 216 mm = 21,6 cm
Ergebnis:
21,6 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?

Deine Hand hat 34 °C. Du fasst ein Metallgeländer mit 2 °C an. Was geschieht?

Schritt für Schritt

Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
Hand hat 34 °C, Metall hat 2 °C.
Also: Energie fließt von der Hand ins Metall.

Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
Hand hat 34 °C, Metall hat 2 °C.
Also: Energie fließt von der Hand ins Metall.

Ergebnis:

Energie fließt von der Hand ins Metall.

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
Ein Eiswürfel mit 0 °C schwimmt in Limonade 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. Limonade hat 20 °C, Eis hat 0 °C.
3. Also: Energie fließt von der Limonade zum Eis.
Ergebnis:
Energie fließt von der Limonade zum Eis.
●8
Eine Tasse Tee mit 90 °C steht in einem Zimmer mit 18 °C. Was geschieht?
Lösung zeigen
1. Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
2. Tee hat 90 °C, Luft hat 18 °C.
3. Also: Energie fließt vom Tee in die Luft.
Ergebnis:
Energie fließt vom Tee in die Luft.
★9
Eine Badewanne mit 150 kg Wasser hat 40 °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 150 kg und 20 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

1,5 kg Wasser werden um 30 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) · 1,5 kg = 6,3 kJ/K
Q = 6,3 kJ/K · 30 K = 189 kJ

Q = c · m · ΔT
c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 1,5 kg = 6,3 kJ/K
Q = 6,3 kJ/K · 30 K = 189 kJ

Ergebnis:

189 kJ

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.

ÜbenJetzt du

○10
2,5 kg Wasser werden um 10 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) · 2,5 kg = 10,5 kJ/K
3. Q = 10,5 kJ/K · 10 K = 105 kJ
Ergebnis:
105 kJ
●11
1 kg Wasser werden um 40 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) · 1 kg = 4,2 kJ/K
3. Q = 4,2 kJ/K · 40 K = 168 kJ
Ergebnis:
168 kJ
★12
3 kg Wasser werden von 20 °C auf 50 °C erwärmt (c = 4200 J/(kg·K)). Wie viel Wärme in kJ ist nötig? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Q = c · m · ΔT
2. ΔT = 50 °C − 20 °C = 30 K
3. Q = 4200 J/(kg·K) · 3 kg · 30 K = 378.000 J
4. 378.000 J = 378 kJ
Ergebnis:
378 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

5 kg Wasser nehmen 315 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) · 5 kg = 21 kJ/K
ΔT = 315 kJ : 21 kJ/K = 15 K

ΔT = Q : (c · m)
c · m = 4,2 kJ/(kg·K) · 5 kg = 21 kJ/K
ΔT = 315 kJ : 21 kJ/K = 15 K

Ergebnis:

15 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
2 kg Wasser nehmen 126 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) · 2 kg = 8,4 kJ/K
3. ΔT = 126 kJ : 8,4 kJ/K = 15 K
Ergebnis:
15 K
★15
1000 g Wasser mit 18 °C nehmen 63 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. 1000 g = 1 kg, c · m = 4,2 kJ/K
3. ΔT = 63 kJ : 4,2 kJ/K = 15 K
4. ϑ = 18 °C + 15 K = 33 °C
Ergebnis:
33 °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

Ein Heizstrahler mit 300 °C hängt über einer Terrasse. Die Gäste spüren ihn, obwohl die Luft kalt ist. Erkläre: Wie kommt die Energie zu ihnen?

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 25 °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
Die Luft hat nur 10 °C, trotzdem wärmt die Sonne dein Gesicht. Zwischen Sonne und Erde ist fast leerer Raum. Erkläre: Wie kommt die Energie zu dir?
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 Strahlung, auch durch leeren Raum
Ergebnis:
durch Strahlung, auch durch leeren Raum
★18
Draußen sind es 0 °C. Warum dämmt ein Fenster mit zwei Scheiben besser als eins mit einer?
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. Die Luft zwischen den Scheiben leitet die Wärme schlecht.
Ergebnis:
Die Luft zwischen den Scheiben leitet die Wärme schlecht.

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

Eis 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 6 min.
Dauer = 6 min − 2 min = 4 min

Beim Schmelzen bleibt die Temperatur gleich: Das ist das waagerechte Stück bei 0 °C.
Es beginnt bei 2 min und endet bei 6 min.
Dauer = 6 min − 2 min = 4 min

Ergebnis:

4 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 Stück Gletschereis 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 4 min und erreicht 100 °C bei 7 min.
3. Dauer = 7 min − 4 min = 3 min
Ergebnis:
3 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 7 min und erreicht 100 °C bei 11 min.
3. Dauer = 11 min − 7 min = 4 min
Ergebnis:
4 min
★21
Eis wird mit einer Heizplatte erwärmt, die gleichmäßig 400 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 2 min bis 4 min, also 2 min = 120 s.
3. E = P · t = 400 W · 120 s = 48.000 J = 48 kJ
Ergebnis:
48 kJ

Vermischte Übungen

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

Üben

●22
Ein Bügeleisen hat 130 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
Lösung zeigen
1. Zahl in K = Zahl in °C + 273
2. 130 + 273 = 403
3. T = 403 K
Ergebnis:
403 K
●23
Wasser im Wasserkocher wird von 20 °C auf 95 °C erwärmt. Um wie viel Kelvin steigt die Temperatur? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. ΔT = Endtemperatur − Anfangstemperatur
2. 95 − 20 = 75
3. ΔT = 75 K
Ergebnis:
75 K
●24
Eine Betonplatte ist 20 m lang und wird um 20 K wärmer (α = 0,012 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird sie länger? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. Δl = α · l₀ · ΔT
2. α · l₀ = 0,012 mm/(m·K) · 20 m = 0,24 mm/K
3. Δl = 0,24 mm/K · 20 K = 4,8 mm
Ergebnis:
4,8 mm
●25
Ein Kupferrohr ist bei 15 °C genau 1 m lang (α = 0,017 mm/(m·K)). Wie viele Millimeter ist es bei 70 °C lang? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
1. l = l₀ + Δl
2. Δl = 0,017 mm/(m·K) · 1 m · 55 K = 0,935 mm
3. l₀ = 1 m = 1000 mm
4. l = 1000 mm + 0,935 mm = 1000,935 mm
Ergebnis:
1000,935 mm
●26
Eine Tasse Tee mit 70 °C steht in einem Zimmer mit 20 °C. Was geschieht?
Lösung zeigen
1. Vergleiche die Temperaturen: Welcher Körper ist wärmer?
2. Tee hat 70 °C, Luft hat 20 °C.
3. Also: Energie fließt vom Tee in die Luft.
Ergebnis:
Energie fließt vom Tee in die Luft.
●27
Ein Becher mit 1 kg Wasser braucht 168 kJ, um von 20 °C auf 60 °C zu kommen. Wie viel Wärme braucht ein Topf mit 10 kg Wasser dafür?
Lösung zeigen
1. Gleiche Erwärmung: Die Wärme wächst mit der Masse.
2. 10 kg : 1 kg = 10
3. Q = 10 · 168 kJ = 1680 kJ
Ergebnis:
1680 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.

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.

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
Ein Bügeleisen hat 160 °C. Gib die Temperatur in Kelvin an.
Lösung zeigen
Ergebnis:
433 K
Ich kann die Längenausdehnung beim Erwärmen berechnen.
29
Ein Kupferrohr ist 5 m lang und wird um 10 K wärmer (α = 0,017 mm/(m·K)). Um wie viele Millimeter wird es länger? Berechne mit Einheit.
Lösung zeigen
Ergebnis:
0,85 mm
Ich kann Wärme und Temperatur unterscheiden und sagen, wohin die Wärme fließt.
30
Deine Hand hat 33 °C. Du fasst ein Metallgeländer mit −2 °C an. Was geschieht?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Energie fließt von der Hand ins Metall.
Ich kann die Wärme mit Q = c · m · ΔT berechnen.
31
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:
1260 kJ
Ich kann aus der Wärme die Erwärmung oder die Masse berechnen.
32
5 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:
15 K
Ich kann Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung unterscheiden und Dämmung begründen.
33
Die Luft hat nur 8 °C, trotzdem wärmt die Sonne dein Gesicht. Zwischen Sonne und Erde ist fast leerer Raum. Erkläre: Wie kommt die Energie zu dir?
Lösung zeigen
Ergebnis:
durch Strahlung, auch durch leeren Raum
Ich kann Temperatur-Zeit-Diagramme beim Schmelzen und Sieden deuten.
34
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.
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 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

297 K
433 K
5 °C
1,92 mm
0,72 mm
21,6 cm
Energie fließt von der Limonade zum Eis.
Energie fließt vom Tee in die Luft.
die Badewanne
105 kJ
168 kJ
378 kJ
5 K
15 K
33 °C
durch Strömung, der warme Stoff wandert
durch Strahlung, auch durch leeren Raum
Die Luft zwischen den Scheiben leitet die Wärme schlecht.
3 min
4 min
48 kJ
403 K
75 K
4,8 mm
1000,935 mm
Energie fließt vom Tee in die Luft.
1680 kJ
433 K
0,85 mm
Energie fließt von der Hand ins Metall.
1260 kJ
15 K
durch Strahlung, auch durch leeren Raum
3 min