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Suchergebnisse 301 - 330 von 358

Atmosphäre von Planeten

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) NASA Earth Observatory, Public domain, via…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) NASA Earth Observatory, Public domain, via…

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Eis im Orangensaft

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 O-Saft mit EisZu ein Volumen von \(300\,\rm{cm}^3\) Orangensaft von \(30\,^{\circ}\rm{C}\) gibst…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 O-Saft mit EisZu ein Volumen von \(300\,\rm{cm}^3\) Orangensaft von \(30\,^{\circ}\rm{C}\) gibst…

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Freihandversuch zur spezifischen Verdampfungswärme

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

/* libgif.js */ /* Copyright (c) 2011 Shachaf Ben-Kiki */ /* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of this…

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Eiskeller

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

No machine-readable author provided. AutoCCD assumed (based on copyright claims)., CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons Abb. 1 EiskellerFrüher…

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No machine-readable author provided. AutoCCD assumed (based on copyright claims)., CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons Abb. 1 EiskellerFrüher…

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Spezifische Wärmekapazitäten

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Gib zu jedem der drei folgenden Beispiele aus der Technik an, ob man Materialien mit möglichst hoher bzw. möglichst kleiner spezifischer…

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Gib zu jedem der drei folgenden Beispiele aus der Technik an, ob man Materialien mit möglichst hoher bzw. möglichst kleiner spezifischer…

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Herstellung von Grog

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

hendrike, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons Abb. 1 GrogZur Herstellung von Grog wird \(1{,}0 \, \ell\) Wasser von \({\vartheta _{\rm{W}}} =…

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hendrike, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons Abb. 1 GrogZur Herstellung von Grog wird \(1{,}0 \, \ell\) Wasser von \({\vartheta _{\rm{W}}} =…

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Kräfte beim Tauchen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC0 via pixabay.de OCVS Abb. 1 TaucherEin Taucher soll sich in verschiedenen Wassertiefen ohne allzu großen Kraftaufwand im Schwebezustand…

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CC0 via pixabay.de OCVS Abb. 1 TaucherEin Taucher soll sich in verschiedenen Wassertiefen ohne allzu großen Kraftaufwand im Schwebezustand…

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Kohlendioxid in der Atmosphäre

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 KohlendioxidIm Jahre 2001 wurden weltweit ca. 24 Milliarden Tonnen CO2 durch die Verbrennung fossiler…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 KohlendioxidIm Jahre 2001 wurden weltweit ca. 24 Milliarden Tonnen CO2 durch die Verbrennung fossiler…

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Autowald

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Hinweis: Die Idee zu dieser Aufgabe stammt von Bernd Huhn. Joachim Herz Stiftung …

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Hinweis: Die Idee zu dieser Aufgabe stammt von Bernd Huhn. Joachim Herz Stiftung …

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Thermosflasche

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau einer ThermosflascheWarum hat die Thermosflasche einen doppelwandigen, luftleer gepumpten Glasmantel, der…

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Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Aufbau einer ThermosflascheWarum hat die Thermosflasche einen doppelwandigen, luftleer gepumpten Glasmantel, der…

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Physik beim Kochen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Pic p ter, CC BY 3.0, via Wikimedia…

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a) Pic p ter, CC BY 3.0, via Wikimedia…

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Fragenallerlei zum Wärmetransport

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Warum bringt man Heizkörper möglichst tief an? …

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Elektrische Heizung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Welche Art des Energietransports benutzt die elektrische Heizung, wenn sie …

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Welche Art des Energietransports benutzt die elektrische Heizung, wenn sie …

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Bestimmung des absoluten Nullpunktes

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Beim Versuch nach GAY-LUSSAC wird mit Hilfe eines Gasthermometers der Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Volumen einer abgeschlossenen…

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Beim Versuch nach GAY-LUSSAC wird mit Hilfe eines Gasthermometers der Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem Volumen einer abgeschlossenen…

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Parker Solar Probe

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Public domain NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman Abb. 1 Parker Solar Probe im LaborDie Parker Solar Probe ist eine Raumsonde der NASA zur…

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Public domain NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman Abb. 1 Parker Solar Probe im LaborDie Parker Solar Probe ist eine Raumsonde der NASA zur…

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Absolute Temperatur

Grundwissen

  • Der absolute Nullpunkt der Temperatur liegt bei \(\vartheta=-273{,}15\,^\circ{\rm C}\).
  • Die Kelvin-Skala hat ihren Nullpunkt am absoluten Nullpunkt. Eine Temperatur von \(\vartheta=-273,15\,^\circ{\rm C}\) entspricht \(0\,{\rm K}\).
  • Kelvin-Temperaturen werden mit \(T\) symbolisiert und die Einheit Kelvin wird mit \({\rm K}\) abgekürzt.
  • Temperaturdifferenzen \(\Delta T\) werden in der Regel ebenfalls in \(\rm {K}\) angegeben.

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Grundwissen

  • Der absolute Nullpunkt der Temperatur liegt bei \(\vartheta=-273{,}15\,^\circ{\rm C}\).
  • Die Kelvin-Skala hat ihren Nullpunkt am absoluten Nullpunkt. Eine Temperatur von \(\vartheta=-273,15\,^\circ{\rm C}\) entspricht \(0\,{\rm K}\).
  • Kelvin-Temperaturen werden mit \(T\) symbolisiert und die Einheit Kelvin wird mit \({\rm K}\) abgekürzt.
  • Temperaturdifferenzen \(\Delta T\) werden in der Regel ebenfalls in \(\rm {K}\) angegeben.

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Wärmestrahlung (Temperaturstrahlung)

Grundwissen

  • Wärmestrahlung geht in der Regel von jedem Körper aus.
  • Je wärmer ein Körper ist, desto intensiver ist die Wärmestrahlung, die von ihm ausgeht.
  • Wärmestrahlung benötigt kein Medium um sich auszubreiten.

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  • Wärmestrahlung geht in der Regel von jedem Körper aus.
  • Je wärmer ein Körper ist, desto intensiver ist die Wärmestrahlung, die von ihm ausgeht.
  • Wärmestrahlung benötigt kein Medium um sich auszubreiten.

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Überblick über Wärmekraftmaschinen

Grundwissen

  • Wärmekraftmaschinen erleichtern uns an vielen Stellen im Alltag das Leben.
  • Die Dampfmaschine war die erste wichtige Wärmekraftmaschine.
  • Der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen ist begrenzt.

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  • Wärmekraftmaschinen erleichtern uns an vielen Stellen im Alltag das Leben.
  • Die Dampfmaschine war die erste wichtige Wärmekraftmaschine.
  • Der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen ist begrenzt.

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Allgemeines Gasgesetz

Grundwissen

  • Das Gesetz von BOYLE-MARIOTTE und das Gesetz von GAY-LUSSAC können zur allgemeinen Gasgleichung zusammengefasst werden.
  • Die allgemeine Gasgleichung besagt: \(\frac{{p \cdot V}}{T}\;{\rm{ist}}\;{\rm{konstant}}\)

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  • Das Gesetz von BOYLE-MARIOTTE und das Gesetz von GAY-LUSSAC können zur allgemeinen Gasgleichung zusammengefasst werden.
  • Die allgemeine Gasgleichung besagt: \(\frac{{p \cdot V}}{T}\;{\rm{ist}}\;{\rm{konstant}}\)

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Änderung der inneren Energie

Grundwissen

  • 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 \(\Delta E_{\rm i}= c \cdot m\cdot \Delta \vartheta\).

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  • 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 \(\Delta E_{\rm i}= c \cdot m\cdot \Delta \vartheta\).

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Wärmetransport

Grundwissen

  • Wärmetransport kann auf drei unterschiedliche Arten stattfinden: durch Wärmeleitung, durch Wärmemitführung (Wärmeströmung oder Konvektion) oder durch Wärmestrahlung (Temperaturstrahlung)
  • Im Alltag treten oft mehrere Arten gemeinsam auf
  • Häufig leistet eine Transportart den mit Abstand größten Beitrag zum gesamten Wärmetransport

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  • Wärmetransport kann auf drei unterschiedliche Arten stattfinden: durch Wärmeleitung, durch Wärmemitführung (Wärmeströmung oder Konvektion) oder durch Wärmestrahlung (Temperaturstrahlung)
  • Im Alltag treten oft mehrere Arten gemeinsam auf
  • Häufig leistet eine Transportart den mit Abstand größten Beitrag zum gesamten Wärmetransport

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Teilchenmodell

Grundwissen

  • 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.

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  • 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.

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Universelle Gasgleichung

Grundwissen

Die universelle Gasgleichung lautet \[p \cdot V = k_{\rm B} \cdot N \cdot T\] mit dem Druck \(p\), dem Volumen \(V\), der Boltzmann-Konstanten \(k_{\rm B}\), der Teilchenzahl \(N\) und der Temperatur \(T\). 

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Die universelle Gasgleichung lautet \[p \cdot V = k_{\rm B} \cdot N \cdot T\] mit dem Druck \(p\), dem Volumen \(V\), der Boltzmann-Konstanten \(k_{\rm B}\), der Teilchenzahl \(N\) und der Temperatur \(T\). 

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Starke und schwache Kausalität

Grundwissen

  • Schwacher Kausalität liegt vor, wenn exakt gleiche Ursachen die stets gleiche Wirkung zur Folge haben.
  •  Starker Kausalität liegt vor, wenn ähnliche Ursachen eine ähnliche Wirkung zur Folge haben. Kleine Änderungen im Ausgangszustand führen nur zu kleinen Änderungen im Ergebnis.
  • Viele Systeme in der Natur sind labile Gleichgewichtszustände. Hier liegt keine starke Kausalität vor.

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  • Schwacher Kausalität liegt vor, wenn exakt gleiche Ursachen die stets gleiche Wirkung zur Folge haben.
  •  Starker Kausalität liegt vor, wenn ähnliche Ursachen eine ähnliche Wirkung zur Folge haben. Kleine Änderungen im Ausgangszustand führen nur zu kleinen Änderungen im Ergebnis.
  • Viele Systeme in der Natur sind labile Gleichgewichtszustände. Hier liegt keine starke Kausalität vor.

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Kausalitätsprinzip - Grenzen der NEWTONschen Mechanik

Grundwissen

  • Würde man einen Zustand vollständig kennen, könnte man mit Hilfe der Naturgesetze alle Folgen daraus ableiten.
  • Damit wäre alles Geschehen der Welt unabänderlich bestimmt (Determinismus).
  • Die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie machen jedoch die Grenzen des Determinismus deutlich.

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  • Würde man einen Zustand vollständig kennen, könnte man mit Hilfe der Naturgesetze alle Folgen daraus ableiten.
  • Damit wäre alles Geschehen der Welt unabänderlich bestimmt (Determinismus).
  • Die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie machen jedoch die Grenzen des Determinismus deutlich.

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Volumen- und Längenänderung von Festkörpern

Grundwissen

  • 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 \(\Delta l = \alpha \cdot {l_0} \cdot \Delta \vartheta\).

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  • 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 \(\Delta l = \alpha \cdot {l_0} \cdot \Delta \vartheta\).

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Viertakt-Ottomotor

Grundwissen

  • 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.

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  • 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.

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Volumenänderung von Stoffen

Grundwissen

  • Die meisten Körper vergrößern bei Erwärmung ihr Volumen.
  • Die Volumenänderung ist bei Gasen größer als bei Flüssigkeiten und bei Flüssigkeiten größer als bei Festkörpern.
  • Wasser und Gummi verhalten sich in bestimmten Temperaturbereichen anders.

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  • Die meisten Körper vergrößern bei Erwärmung ihr Volumen.
  • Die Volumenänderung ist bei Gasen größer als bei Flüssigkeiten und bei Flüssigkeiten größer als bei Festkörpern.
  • Wasser und Gummi verhalten sich in bestimmten Temperaturbereichen anders.

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CELSIUS-Skala

Grundwissen

  • Zur objektiven Bestimmung der Temperatur wird häufig eine Skala mit der Einteilung Grad Celsius (\(^\circ\rm{C}\)) genutzt.
  • Der Schmelzpunkt des Eises wird als \(0\,^\circ\rm{C}\) festgelegt, der Siedepunkt des Wassers als \(100\,^\circ\rm{C}\).
  • Der hundertste Teil dieses Abstandes ist die Temperaturdifferenz \(1\,^\circ\rm{C}\).

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  • Zur objektiven Bestimmung der Temperatur wird häufig eine Skala mit der Einteilung Grad Celsius (\(^\circ\rm{C}\)) genutzt.
  • Der Schmelzpunkt des Eises wird als \(0\,^\circ\rm{C}\) festgelegt, der Siedepunkt des Wassers als \(100\,^\circ\rm{C}\).
  • Der hundertste Teil dieses Abstandes ist die Temperaturdifferenz \(1\,^\circ\rm{C}\).

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BROWNsche Bewegung und Innere Energie

Grundwissen

  • 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.

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  • 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.

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