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GALILEI-Thermometer

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Abb. 1 Aufbau und Funktionsweise eines GALILEI-Thermometers Das GALILEI-Thermometer besteht aus…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Abb. 1 Aufbau und Funktionsweise eines GALILEI-Thermometers Das GALILEI-Thermometer besteht aus…

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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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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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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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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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Phasenübergänge

Grundwissen

  • 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

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Grundwissen

  • 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

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Volumenänderung von Flüssigkeiten

Grundwissen

  • 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.

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Grundwissen

  • 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.

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Wärmeleitung in Flüssigkeiten

Versuche

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

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Versuche

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

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Wärmeleitung in Gasen

Versuche

  • Nachweis, dass Gase sehr schlechte Wärmeleiter sind.

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Versuche

  • Nachweis, dass Gase sehr schlechte Wärmeleiter sind.

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Wärmeleitung in Festkörpern

Versuche

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

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Versuche

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

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Mischen von Wasser

Versuche

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.

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Versuche

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.

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Versuch von BOYLE-MARIOTTE

Versuche
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Bolzensprenger

Versuche

  • Demonstration der auftretenden Kräfte bei der Längenänderung aufgrund von Temperaturschwankungen

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Versuche

  • Demonstration der auftretenden Kräfte bei der Längenänderung aufgrund von Temperaturschwankungen

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Ausdehnung von Flüssigkeiten

Versuche

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

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

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Bimetall

Versuche

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

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Versuche

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

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SCHÜRHOLZ-Versuch

Versuche

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.

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Versuche

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.

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Heimversuche mit Heißluft

Versuche
Versuche

Schmelzen von Natriumthiosulfat

Versuche
Versuche

Heimversuche zur Ausdehnung bei Erwärmung

Versuche
Versuche

Volumenänderung von Luft

Versuche
Versuche

Einflussgrößen auf die Teilchenbewegung

Versuche

  • Visualisierung des Einflusses der Temperatur auf die stärke der Brownschen Teilchenbewegung 

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Versuche

  • Visualisierung des Einflusses der Temperatur auf die stärke der Brownschen Teilchenbewegung 

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Kompressionsfeuerzeug

Versuche
Versuche

Wärmestrahlung am LESLIE-Würfel

Versuche

Mit dem Versuch kannst du zeigen, dass Farbe und Beschaffenheit der Oberfläche eines Körpers Einfluss auf die Intensität der abgestrahlten Wärmestrahlung haben.

Mit geeigneten Messungen mit dem Versuchsaufbau können auch das KIRCHHOFFsche Strahlungsgesetz und das STEFAN-BOLTZMANN-Gesetz überprüft werden.

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Versuche

Mit dem Versuch kannst du zeigen, dass Farbe und Beschaffenheit der Oberfläche eines Körpers Einfluss auf die Intensität der abgestrahlten Wärmestrahlung haben.

Mit geeigneten Messungen mit dem Versuchsaufbau können auch das KIRCHHOFFsche Strahlungsgesetz und das STEFAN-BOLTZMANN-Gesetz überprüft werden.

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Erwärmung durch Schütteln

Versuche

  • Qualitative Demonstration, dass durch Schütteln bzw. Reibearbeit die innere Energie eines Körpers erhöht werden kann.

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Versuche

  • Qualitative Demonstration, dass durch Schütteln bzw. Reibearbeit die innere Energie eines Körpers erhöht werden kann.

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Supraleitung

Ausblick

  • Supraleitung beschreibt die praktisch widerstandsfrei Leitung von Strom in einigen Materialien bei tiefen Temperaturen.
  • Unterhalb einer Sprungtemperatur verliert ein Supraleiter seinen elektrischen Widerstand.
  • Supraleiter ermöglichen große Ströme und werden z.B. in Kernspintomographen oder in Teilchenbeschleunigern genutzt.

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Ausblick

  • Supraleitung beschreibt die praktisch widerstandsfrei Leitung von Strom in einigen Materialien bei tiefen Temperaturen.
  • Unterhalb einer Sprungtemperatur verliert ein Supraleiter seinen elektrischen Widerstand.
  • Supraleiter ermöglichen große Ströme und werden z.B. in Kernspintomographen oder in Teilchenbeschleunigern genutzt.

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