Fragenkatalog zum 1. PH
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Fragenkatalog zum 1. PH-Test, 3. Klassen Welche Wärmequellen kennst Du und wodurch entsteht in ihnen Wärme? Feuer (chemische Reaktion), Sonne (Kernfusion), Heizstab/Heizspirale (elektr. Strom), Körperwärme (chemische Reaktion), Erdwärme (radioaktiver Zerfall), Bremsen (Reibung), … Was ist Wärme? Wärme ist eine Form von Energie; sie ist die Bewegungsenergie der Teilchen (Atome, Moleküle) Welche Arten von Arbeit / Energie kennst Du? mechanische Energie (Bewegungs-, Lage- und/oder Verformungsenergie), elektrische Energie, Wärme, chemische Energie, Licht-/Strahlungs-Energie Wie lautet der Energieerhaltungssatz? Energie kann weder erschaffen noch vernichtet werden. Es kann nur eine Form von Energie in eine andere Form umgewandelt werden. Nenne drei Beispiele, bei denen mechanische Energie (Bewegungs-, Lage- oder Dehnungs-Energie) in Wärmeenergie umgewandelt wird! Bremsen, Kneten von Teig, Draht kräftig biegen, Gummi (z. B. Luftballon) kräftig dehnen, Dose voll Sand oder Kies heftig schütteln, … Wie kann Wärmeenergie in „nützlichere“ Energie-Arten umgewandelt werden? Dampfmaschine Bewegungsenergie, Dampfturbine elektrische Energie Wie nennt man die Temperatur, bei der die Bewegung der Teilchen zum Stillstand kommt? absoluter Nullpunkt Wie ist die Umrechnung von Kelvin in Grad Celsius bzw. von Grad Celsius in Kelvin? 273,15 addieren (Umwandlung von °C in K) bzw. subtrahieren (Umwandlung von K in °C) Ein kalter und ein heißer Körper berühren sich. In welche Richtung fließt Energie, und wie lange dauert dieser Energiefluss an? Energie fließt vom warmen zum kalten Körper, und dauert so lange an, bis beide Körper dieselbe Temperatur haben. Was sagt die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes aus? Die spezifische Wärmekapazität gibt an, wieviel Energie nötig ist, um 1 kg eines Stoffes um 1 °C (bzw. 1 K) zu erwärmen. Ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser im Vergleich zu anderen Stoffen groß oder klein, und wie wirkt sich das in der Natur aus? Die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist sehr groß, deshalb werden Gewässer (z. B. Seen) nur langsam warm und kühlen auch nur langsam wieder aus. Sie sorgen so in ihrer Umgebung für einen Wärmeausgleich. Was ist Abwärme? Als Abwärme bezeichnet man Wärme, die als (unerwünschtes) Nebenprodukt entsteht, z. B. bei Computerchips, Maschinen, etc. Kann man Abwärme nutzen? Wenn ja: wozu? Die Abwärme von Industriebetrieben, Kraftwerken, usw. wird zum Heizen genutzt. Fernwärme Wie kann man ein Stück Draht ohne jedes Hilfsmittel erhitzen? durch kräftiges Biegen Was ist das Verbrennungs- oder Branddreieck? Feuer benötigt um zu brennen einen Brennstoff, Sauerstoff (Luft) und Wärme. Diese drei „Zutaten“ werden als Verbrennungsdreieck bezeichnet. Wie viele Brandklassen gibt es, und wonach werden sie unterschieden? Es gibt fünf Brandklassen (A, B, C, D, F) die nach dem brennenden Stoff unterschieden werden. Welches Löschmittel darf man bei Bränden der Brandklassen D und F nie benutzen? Wasser Was ist der Flammpunkt? Die Temperatur, ab der eine Flüssigkeit brennen kann. Ergänze: Eine Flüssigkeit ist umso feuergefährlicher, je niedriger ihr Flammpunkt ist. Was versteht man unter dem Heizwert eines Brennstoffes? Die Energiemenge, die bei der vollständigen Verbrennung von 1 kg des Brennstoffes frei wird. Auf welche Art wird die Wärmeenergie bei der Wärmeleitung weitertransportiert? Durch Zusammenstöße direkt von Teilchen zu Teilchen. Nenne je drei Stoffe die gute bzw. schlechte Wärmeleiter sind! gut: Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Stahl, Messing, …; schlecht: Stein, Holz, Papier, Textilien, Kunststoffe, Wasser, Luft, … Nenne je zwei technische oder praktische Anwendungen, bei denen gute bzw. schlechte Wärmeleitung wünschenswert ist! gut: Kochtöpfe, Kühlaufsätze bei Computerprozessoren, Lötkolben, …; schlecht: Wärmedämmung (Haus), Winterbekleidung, Thermosflaschen, … Wie kann die Dämmwirkung von Ziegelsteinen noch verbessert werden? Indem man Ziegel mit Hohlräumen macht; Luft ist ein sehr schlechter Wärmeleiter. In welchen Stoffen tritt Wärmeströmung auf? In Flüssigkeiten und Gasen. Wie kommt es zu Wärmeströmung? Warme Flüssigkeit (Gas) hat eine geringere Dichte als kalte Flüssigkeit (Gas), deshalb steigt warme Flüssigkeit (Gas) auf und kalte Flüssigkeit (Gas) sinkt ab. Kreislauf-Strömung (=Konvektion) Auf welche Art wird die Wärmeenergie bei der Wärmestrahlung weitertransportiert? als infrarotes Licht, d. h. Strahlung; braucht keine Teilchen, um die Wärme weiterzuleiten und funktioniert deshalb auch im Weltall (Vakuum) Wie schnell ist Wärmestrahlung? Lichtgeschwindigkeit (ca. 300 000 km/s)
