• Eine Änderung der inneren Energie \(\Delta E_{\rm i}\) kann durch Verrichtung von Arbeit an einem Körper oder durch Übertragung von Wärme auf einen Körper erfolgen.
• Die Änderung der innere Energie \(\Delta E_{\rm i}\) ist proportional zur Temperaturänderung \(\Delta \vartheta\) und zur Masse \(m\) .
• Mathematisch wird der Zusammenhang beschrieben durch \(\Delta E_{\rm i}= c \cdot m\cdot \Delta \vartheta\).

• Alle Körper sind aus kleinen, sich ständig bewegenden Teilchen aufgebaut.
• Ein Körper hat unterschiedliche Eigeschaften, je nachdem ob er fest, flüssig oder gasförmig ist.
• Je mehr ein Stoff erwärmt wird, desto mehr bewegen sich die Teilchen des Stoffes.

• Festkörper dehnen sich beim Erwärmen i.d.R. in alle Raumrichtung gleichmäßig aus.
• Bei Festkörpern gibt man oft den Längenausdehnungskoeffizienten \(\alpha\) an.
• Für die Längenänderung gilt \(\Delta l = \alpha \cdot {l_0} \cdot \Delta \vartheta\).

• Die 4 Takte sind: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Auspuffen
• Mehrere Zylinder eines Motors laufen versetzt. Ziel ist, dass immer ein Zylinder gerade im Arbeitstakt ist.
• Der Wirkungsgrad eines Ottomotors liegt im Idealfall bei \(\eta=35\,\%\), meist jedoch deutlich darunter.

• Die Atome eines Körpers sind auch ohne Krafteinwirkung von außen immer in Bewegung.
• Einen Festkörper kannst du dir als Feder-Kugel-Modell vorstellen.
• Die Summe aller kinetischen und potentiellen Energien der Atome eines Körpers wird als innere Energie bezeichnet.

• Phasenübergänge sind zwischen allen Zuständen (fest. flüssig, gasförmig) möglich.
• Bei Phasenübergängen muss Energie hinzugefügt werden bzw. wird Energie frei. Die Temperatur verändert sich dabei zunächst nicht.
• Bei den Phasenübergängen verändern sich die Bindungen zwischen den Teilchen. Die potentielle Energie (Teil der inneren Energie) ändert sich hierbei

• Die innere Energie \(E_{\rm{i}}\) eines Systems kann durch Zufuhr oder Entzug von mechanische Arbeit \(W\) und/oder einer Wärmemenge \(Q\) erhöht oder verringert werden.
• Der 1. Hauptsatz der Wärmelehre lautet \(\Delta E_{\rm i} = W + Q\).

• Flüssigkeiten dehnen sich in der Regel beim Erwärmen unterschiedlich stark aus.
• Die Volumenänderung hängt vom Raumausdehnungskoeffizienten der Flüssigkeit ab.
• Wasser verhält sich bei niedrigen Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt anomal.

•Mit dem Versuch wollen wir zeigen, dass Flüssigkeiten meist schlechte Wärmeleiter sind.

• Nachweis, dass Gase sehr schlechte Wärmeleiter sind.

• Demonstrieren, dass verschiedene Metalle die Wärme unterschiedlich gut leiten.

Mit dem SCHÜRHOLZ-Versuch haben wir die Formel \(\Delta {E_{\rm{i}}} = c \cdot m \cdot \Delta \vartheta \) für die innere Energie gewonnen. Wir wollen mit dem folgenden Versuch testen, ob diese Formel auch für andere Vorgänge anwendbar ist, bei denen Änderungen der inneren Energie auftreten.

• Demonstration der auftretenden Kräfte bei der Längenänderung aufgrund von Temperaturschwankungen

• Demonstration der Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten
• Qualitativer Vergleich der Wärmeausdehnung von Wasser und Ethanol
• Experimentelle Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten

• Veranschaulichung der Eigenschaften eines Bimetalls
• Technische Anwendung des Bimetalls als Thermometer oder Schalter

Ziel des Versuches ist es, durch Verrichten von Reibungsarbeit, die du bereits berechnen kannst, die innere Energie \(\Delta {E_{\rm{i}}}\) eines Körpers zu erhöhen und dabei zu untersuchen, wie \(\Delta {E_{\rm{i}}}\) von anderen Größen abhängt.

Mit dem hier dargestellten Versuch kann die Volumenausdehnung von Wasser bei Abkühlung von ca. \(14^\circ {\rm{C}}\) auf \(0^\circ {\rm{C}}\) untersucht und damit die Anomalie des Wassers nachgewiesen werden.