Physik

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Erweiterung zum Thema Luftdruck und restlicher Teil zur
Prüfungsvorbereitung (Wärmedehnung, Wärmekapazität)
Janick Lehmann
20.02.2014
20.02.14
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Erweiterung Luftdruck
Formeln
Berechnung des Luftdrucks auf einer bestimmten Höhe:
75𝑚𝑏𝑎𝑟 ∗ ℎ
𝑝 = 1013𝑚𝑏𝑎𝑟 −
1000𝑚
Berechnung der Höhe aus dem Luftdruck:
1000𝑚
ℎ=(
) ∗ (1013𝑚𝑏𝑎𝑟 − 𝑝) 1
75𝑚𝑏𝑎𝑟
Wärmelehre fester Körper
Die Wärmedehnung ist abhängig von:
- Temperaturdifferenz ΔT in [K]
- Abmessung des Körpers vor der Temperaturänderung l0 in [m]
-
1
𝐾
Dehnungszahl α in [ ] (Materialkonstante)
Formel
∆𝑙 = 𝑙0 ∗ 𝛼 ∗ Δ𝑇
Beispiele sollten im Heft notiert sein.
Spezifische Wärmekapazität
Wenn ein Körper von 1kg Masse um 1 Kelvin erwärmt wird ist dafür eine bestimmte Energie
notwendig. Diese ist je nach Material verschieden.
Die gleiche Energie wird von einem Körper abgegeben wenn er um 1 Kelvin abkühlt.
Die Wärmeenergie Q ist abhängig von:
- der Masse des Körpers m
- der Temperatur des Körpers T
- der Wärmekapazität c
Formel
𝑄 = 𝑐 ∗ 𝑚 ∗ Δ𝑇  In Einheiten: 𝐽 =
𝐽
𝑘𝑔∗𝐾
∗ 𝑘𝑔 ∗ 𝐾
Somit lässt sich berechnen wieviel Energie dem Körper zu- oder abgeführt werden muss um seine
Temperatur um einen bestimmten Betrag zu ändern.
1
Formel wird in der Prüfung nicht auf dem Blatt stehen (weil umgeformt)
1
Janick Lehmann
20.02.14
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Merke: Materialien mit hoher Wärmekapazität könne viel Wärme speichern. Weil bei einer
Temperaturänderung viel Energie umgesetzt wird/ werden muss verläuft die Temperaturänderung
langsam.
Beispiele sollten im Heft notiert sein.
Weitere umgeformte Formeln2
Wärmedehnung
Originalformel:
∆𝑙 = 𝑙0 ∗ 𝛼 ∗ Δ𝑇
Berechnung 𝑙0 :
Δ𝑙
𝑙0 =
𝛼 ∗ Δ𝑇
Berechnung 𝛼:
Δ𝑙
𝛼=
𝑙0 ∗ Δ𝑇
Berechnung Δ𝑇:
Δ𝑙
Δ𝑇 =
𝑙0 ∗ 𝛼
Wärmekapazität
Originalformel:
𝑄 = 𝑐 ∗ 𝑚 ∗ Δ𝑇
Berechnung 𝑐:
𝑄
𝑐=
𝑚 ∗ Δ𝑇
Berechnung 𝑚:
𝑄
𝑚=
𝑐 ∗ Δ𝑇
Berechnung Δ𝑇:
𝑄
Δ𝑇 =
𝑚∗𝑐
Temperaturumrechnung
𝐾𝑒𝑙𝑣𝑖𝑛𝑤𝑒𝑟𝑡 = 𝐶𝑒𝑙𝑠𝑖𝑢𝑠𝑤𝑒𝑟𝑡 + 273
𝐶𝑒𝑙𝑠𝑖𝑢𝑠𝑤𝑒𝑟𝑡 = 𝐾𝑒𝑙𝑣𝑖𝑛𝑤𝑒𝑟𝑡 − 273
2
Diese Formeln werden in der Prüfung nicht auf dem Blatt stehen (weil umgeformt)
2
Janick Lehmann
20.02.14
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Internetübungen
Ich habe im Internet noch einige Übungen/Erklärungen zum Thema gefunden. Wer will kann sie
gerne ausprobieren.
Erklärung Wärmedehnung
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/ausdehnung-bei-erwaermung
Bis der rote Teil zu Ende ist (das sind die „Kapitel“: „Volumenänderung“ u. „Volumenänderung von
Festkörpern“).
Quizfragen Wärmedehnung
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/ausdehnung-bei-erwaermung/aufgaben
Quiz starten mit einem Klick auf: „10 Fragen zur Längenausdehnung fester Stoffe“.
Quizfragen spezifische Wärmekapazität
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/innere-energiewaermekapazitaet#lightbox=/themenbereiche/innere-energiewaermekapazitaet/lb/musteraufgaben-aenderung-innere-energie-11
Sollte das Quiz nicht starten dann tippt oben rechts ins Suchfeld folgendes ein: „spezifische
Wärmekapazität“ und klickt dann auf das zweite Suchergebnis.
Hinweise
Zu den Internetübungen: Ich habe nicht alles angeschaut und kann nicht sagen ob alle Aufgaben
gelöst werden können.
Fragen an Herrn Simonis an den von Ihm genannten Terminen oder in Pausen.
Zur Zusammenfassung: Kritik/Fehler an [email protected]
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Janick Lehmann