Schlusspunkt
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Schlusspunkt Warm oder kalt? Wärmeströmung Wärme wird zusammen mit einem Stoff transportiert. Beispiel: Das im Heizkessel erwärmte Wasser wird zu den Heizkörpern transportiert. Wärmeleitung Ein Stoff gibt Wärme weiter, ohne dass er selbst mitwandert. Beispiel: Befindet sich ein Metalllöffel längere Zeit in einem Gefäß mit warmem Wasser, so erwärmt er sich. 3 Teilchenmodell Energieübertragung Energie kann einem Körper durch Wärme oder Arbeit zugeführt werden. Teilchenmodell und innere Energie Alle Körper bestehen aus kleinsten Teilchen. Je höher die Temperatur des Körpers ist, desto stärker ist die Teilchenbewegung und damit die innere Energie ( B 3). Schmelz- und Erstarrungsenergie Die Energie, die nötig ist, um 1 kg eines Stoffes zum Schmelzen zu bringen, nennt man spezifische Schmelzenergie. Beim Erstarren gibt der Körper diese Energie wieder als Erstarrungsenergie ab. 2 Wärmeleitung kann schmerzhaft sein. Wärmestrahlung Wärme kann sich auch ohne eine Stoff ausbreiten. Beispiel: Die Wärme der Sonne erreicht die Erde mittels Strahlung. Ausdehnung von Körpern Verdampfungs- und Kondensationsenergie Die Energie, die nötig ist, um 1 kg eines Stoffes zu verdampfen, nennt man spezifische Verdampfungsenergie. Beim Kondensieren gibt der Körper diese Energie wieder als Kondensationsenergie ab. Feste und flüssige Körper dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich beim Abkühlen wieder zusammen ( B 4). Die spezifische Wärmekapazität Die spezifische Wärmekapazität c gibt an, wie viel Energie notwendig ist, um 1 kg eines Stoffes um 1 K zu erwärmen ( B 1). Einheit: J/(kg · K) Der absolute Nullpunkt Es gibt keine tiefere Temperatur als – 273,15 °C. Das ist der absolute Nullpunkt der Temperatur bzw. 0 K (Kelvin). a) b) c) Die Wärmemenge 1 Spezifische Wärmekapazität 116 Die auf einen Körper übertragene Wärmemenge Q kann nach folgender Formel berechnet werden: Q = c · m · ∆ T. 4 Erwärmt man eine Eisenkugel, so wird sie dicker. Warm oder kalt? Aufgaben 1 Erkläre wie die Warmwasserheizung funktioniert ( B 3). 2 Was versteht man unter Wärmedämmung? 3 6 Welcher der in der Tabelle ( B 1, Seite 116) aufgeführten Stoffe erwärmt sich a) am schnellsten b) am langsamsten? Begründe. 7 Welche Wärmemenge ist notwendig, um 10 kg Wasser um 30 K zu erwärmen? 8 Welche Wärmemenge ist notwendig, um 1 Tonne Eisen von 20 °C auf 800 °C zu erwärmen? Erkläre die Wärmedämmung bei der Thermoskanne ( B 1). 9 Um wie viel Kelvin haben sich 3 kg Blei erwärmt, wenn man eine Wärmemenge von 200 kJ zugeführt hat? 10 Was geschieht beim Übergang von flüssig nach fest? Erkläre mit dem Teilchenmodell. 11 Was musst du tun, um den Aggregatzustand eines Körpers zu verändern? 1 Die Thermoskanne 4 5 Beschreibe Vorgänge, bei denen durch Reibung Wärme erzeugt wird. Schlägt man wiederholt mit einem Hammer auf einen Eisennagel, so kann es sein, dass man sich dann am Nagel die Finger verbrennt. Erkläre dies. 2 1 kg Eis wird geschmolzen und erwärmt. 12 Erläutere das Diagramm in Bild 2. 13 Erkundige dich, wie hoch die Energieersparnis ist, wenn man ein Fernsehgerät über Nacht ausschaltet, statt es im „Standby-Betrieb“ zu lassen. Heizkörper Pumpe Kessel Brenner 3 Heizungsanlage 14 Stelle dir vor, du könntest dir ein „Energiespar-Umweltschutz-Haus“ bauen. Wie soll es aussehen? Beachte bei der Planung, dass in allen Räumen, aber auch bei der Außengestaltung, Aspekte des Energiesparens und des Umweltschutzes zum Tragen kommen. Erkundige dich z. B. im Internet, welche gesetzlichen Vorschriften unbedingt beachtet werden müssen. 15 Welche Maßnahmen muss eine Stadt beim Neubau einer Realschule beachten, damit später beim Betrieb der Schule möglichst wenig Energie eingesetzt werden muss? 117
