Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Kalorik I: Ausdehnung: Gase, Flüssigkeiten, feste Körper

Transkript

1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Kalorik I: Ausdehnung: Gase, Flüssigkeiten, feste Körper Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 Kalorik I (Best. Nr. 3301) M. Drews Hinweise zum Einsatz dieser Unterrichtseinheiten Die Unterrichtsreihe Kalorik I/II ist ausgerichtet auf den Mittelstufenunterricht. Wiederholungen aus dem Orientierungsstufenunterricht sind beabsichtigt, wenn beispielsweise dort gezeigte Experimente quantifiziert werden, um eine formelmäßige Erfassung des Vorgangs zu erreichen und nicht in der zuvor geübten phänomenologischen Beschreibung zu verharren. Kleine Freihandexperimente nach dem Motto Anschließen an Bekanntes können den Schülern den Zugang zu einem Thema erleichtern; es stellt sich ihnen dann nicht als etwas grundsätzlich Neues dar. Andere Freihandexperimente regen durch ihre teilweise überraschenden Ergebnisse zu intensiverem Nachdenken an. Vorgriffe auf den Oberstufenunterricht werden sich kaum finden lassen. Eine Ausnahme bildet die Stunde zum Thema Entropie. Die Unterrichtsreihe Kalorik I (Bestellnummer 3301) enthält die folgenden Unterrichtseinheiten: UE1: Einführung... 4 Stunden UE2: Ausdehnung fester Körper bei Erwärmung... 5 Stunden UE3: Ausdehnung von Flüssigkeiten bei Erwärmung... 2 Stunden UE4: Ausdehnung von Gasen bei Erwärmung... 4 Stunden Die Unterrichtsreihe Kalorik II (Bestellnummer 3302) enthält die folgenden Unterrichtseinheiten: UE5: Wärmeenergie... 4 Stunden UE6: Wärmetransport... 3 Stunden UE7: Spezifische Wärmekapazität... 3 Stunden Die einzelnen Stunden einer Unterrichtseinheit werden in ihrem möglichen Ablauf kurz beschrieben. Die Materialien (Anleitungen bzw. Vorschläge für Experimente, Tafelbilder, Folien, Aufgaben) sind aber so angelegt, dass eine völlige Umgestaltung der Stunden - sowohl ihre inhaltliche Gestaltung als auch den zeitlichen Aufwand betreffend -, möglich ist. In Ergänzung werden drei Vorschläge für schriftliche Übungen mit Lösungen von jeweils etwa 20 Minuten Dauer beigefügt. Bei diesen Aufgaben wurde Wert darauf gelegt, dass diese einerseits den behandelten Stoff exemplarisch (mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden) abdecken und sie andererseits nicht ausschließlich Rechenaufgaben sind. Vielmehr sind immer wieder auch Aufgaben eingebracht, in denen das Verständnis abgefragt wird. Die Anzahl der Aufgaben wurde auf eine hinreichend erscheinende Anzahl beschränkt. Wer weitere oder andersartige Aufgaben sucht, findet diese mit Leichtigkeit in den zahlreichen Aufgabensammlungen, die existieren. Noch ein Tipp zu den Graphiken: Diese sind häufig aus einzelnen Elementen zusammengesetzt, die dann in der Regel gruppiert wurden. Wenn Elemente nicht recht zusammenzupassen scheinen, liegt das an der Auflösung des Bildschirms bzw. dem eingestellten Zoom. Es empfiehlt sich zur Vergewisserung ein Probeausdruck im Entwurfmodus!

3 Verbesserungsvorschläge werden gerne zur Kenntnis genommen und geprüft! Sie können über den Verlag an den Autor gerichtet werden. Autor und Verlag wünschen Ihnen bei der Arbeit mit diesen Unterrichtseinheiten viel Vergnügen!

4 Stundenübersicht: UE1 - Einführung in die Wärmelehre 1. Stunde - Temperatur und Thermometer 2. Stunde - Temperaturskalen - Darstellung 3. Stunde - Temperaturskalen - Vergleich 4. Stunde - Physik einer Kerze und einer Bunsenbrennerflamme UE2 - Ausdehnung fester Körper bei Erwärmung 1. Stunde - Längenausdehnung (Einführung) 2. Stunde - Längenausdehnung (experimentelle Untersuchung) 3. Stunde - Längenausdehnung (Auswertung der Experimente) 4. Stunde - Volumenausdehnung 5. Stunde - Längenausdehnung und Volumenausdehnung (Anwendungsbeispiele) UE3 - Ausdehnung von Flüssigkeiten bei Erwärmung 1. Stunde - Volumenausdehnung (Einführung) 2. Stunde - Volumenausdehnung (Anwendungsbeispiele) UE4 Ausdehnung von Gasen bei Erwärmung 1. Stunde - Gasgesetze (Einführung) 2. Stunde - Gasgesetze (grafische Darstellung) 3. Stunde - Ausdehnung bei Erwärmung (Zusammenfassung) 4. Stunde - Ausdehnung bei Erwärmung (Anwendungsbeispiele) UE5 - Wärmeenergie bzw. innere Energie 1. Stunde - Aggregatzustände und die Übergänge zwischen diesen 2. Stunde - Wärme als Energieform (Einführung) 3. Stunde - Wärme als Energieform (Anwendungsbeispiele) 4. Stunde Entropie

5 UE6 Wärmetransport 1. Stunde - Wärmeleitung, Wärmemitführung (Konvektion) und Wärmestrahlung 2. Stunde - Anwendungsbeispiele (1) 3. Stunde - Anwendungsbeispiele (2) UE7 - Spezifische Wärmekapazität 1. Stunde - Spezifische Wärmekapazität (Einführung) 2. Stunde - Mischungstemperatur 3. Stunde - Umwandlung mechanischer und elektrischer Energie in Wärmeenergie Schriftliche Übungen zu den Unterrichtseinheiten (mit Lösungen) Verzeichnis der verwendeten Literatur

6 Kalorik 1. Einführung Temperatur und Thermometer Temperaturskalen Physik einer Kerze und einer Bunsenbrennerflamme 2. Ausdehnung fester Körper Längenausdehnung Volumenausdehnung Anwendungsbeispiele 3. Ausdehnung von Flüssigkeiten Volumenausdehnung Anwendungsbeispiele 4. Ausdehnung von Gasen Gasgesetze Zusammenfassung Anwendungsbeispiele 5. Wärmeenergie Aggregatzustände Wärme als Energieform Entropie 6. Wärmetransport Wärmemitführung, Wärmeleitung, Wärmestrahlung Anwendungsbeispiele 7. Wärmekapazität Einführung Mischungstemperatur Umwandlung mechanischer und elektrischer Energie in Wärmeenergie

7 Schriftliche Übung Name: Kalorik Datum: Note: 1. Überlege, ob sich bei Erwärmung ein Bleirohr oder ein Eisenrohr stärker ausdehnt und um welchen Faktor. Begründe deine Antwort! 2. Das Stahlseil eines Skiliftes hat eine Länge von 1,000 m. Ermittle, wie lang das Seil wird, wenn es von der tiefsten Temperatur bei Nacht, - 22 C, auf - 7 C erwärmt wird. 3. Brücken sind an einem Brückenkopf auf Rollen gelagert. Damit werden die unterschiedlichen Längen von Brücken bei verschiedenen Temperaturen aufgefangen. Das Rollenlager der im Folgenden dargestellten Brücke befindet sich auf deren rechter Seite! Gib an, mit welcher Jahreszeit beginnend die vier Jahreszeiten dargestellt sind! Abb. 3.1 Abb. 3.2 Abb. 3.3 Abb Eine Porzellankugel hat ein Volumen 600 cm 3. Bestimme, um wie viel Kubikzentimeter sie sich ausdehnt, wenn sie um 40 K erwärmt wird. 5. Bei Eisenbahnrädern müssen bisweilen neue stählerne Reifen über die Felgen gezogen werden. Diese geschieht in glühendem Zustand der Reifen. Begründe dies! Längenausdehnungskoeffizienten / K -1 Plexiglas Blei Aluminium Kupfer / Stahl Eisen / Beton Glas Porzellan

8 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Kalorik I: Ausdehnung: Gase, Flüssigkeiten, feste Körper Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de