N & T 1 Stoffeigenschaften 01 Name: Vorname: Datum:

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1 N & T 1 Stoffeigenschaften 01 Name: Vorname: Datum: Aufgabe 1: Natur und Technik wird aufgeteilt in drei Teilbereiche: diese sind jedoch nicht immer ganz klar abgetrennt: Wasser kann zum Kochen und zum Gefrieren gebracht werden. Salz kann in Wasser aufgelöst werden und erhöht die Dichte von Wasser Wasser kann in seine Einzelteile zerlegt werden. Salz entsteht aus der Neutralisation von Natronlauge und Salzsäure Der Mensch besteht zu 65 % aus Wasser und muss täglich 2 Liter zu sich nehmen. Der Mensch braucht Salz. Sowohl zu wenig wie auch zu viel ist lebensgefährlich. Im folgenden Thema Stoffeigenschaften geht es zwar in erster Linie um die Chemie, die beiden anderen Teile von Natur & Technik kommen trotzdem auch darin vor. Was ist eine Stoffeigenschaft? Für die folgenden Versuche stehen dir folgende Stoffe zur Verfügung: Pulver wie Salz, Zucker, Mehl und Pfeffer (in vier Gläsern) sowie Flüssigkeiten wie Wasser, Wasser mit Kohlensäure, Essig sowie Pflanzenöl (in weitern vier Gläsern). Nutze, wenn von den Aufgabe für Versuche verlangt, die Plastikbecher und -löffel. Aufgabe 2: a) Schaue (und nur schauen) die verschiedenen Stoffe an. Notiere Unterschiede und Gemeinsamkeiten (mindestens 3), die du siehst: Beschreibe Unterschiede: Stoffeigenschaft(en): Sinnesorgan:

2 N & T (R) 1 Stoffeigenschaften 01 Aufgabe 3: a) Rieche (und nur riechen) an den verschiedenen Stoffen. Gehe vor wie bei Aufgabe 2: Beschreibe Unterschiede: Stoffeigenschaft(en): Sinnesorgan: b) Weswegen ist beim Riechen in der Chemie Vorsicht geboten? Aufgabe 4: a) Nimm von den Stoffen ganz wenig in den Mund. Es ist das erste und auch das letzte Mal, dass du in der Chemie etwas in den Mund nehmen darfst. Beschreibe Unterschiede: Stoffeigenschaft(en): Sinnesorgan: b) Weswegen ist es in der Chemie verboten, Stoffe in den Mund zu nehmen? Aufgabe 5: a) Nimm ein wenig von den Stoffen in die Hand. Was stellst du fest? Beschreibe Unterschiede: Stoffeigenschaft(en): Sinnesorgan: b) Warum sollten in der Chemie nicht alle Stoffe in die Hand genommen werden?

3 N & T 1 Stoffeigenschaften 02 Name: Vorname: Datum: Aufgabe 1: a) Fülle die Becher mit den Stoffen Salz, Zucker und Mehl mit Wasser und rühre um. Beschreibe: Salz in Wasser Zucker in Wasser Mehl in Wasser Stoffeigenschaft: Aufgabe 2: a) Dieser Versuch wird von der Lehrperson durchgeführt: Sie erhitzt über dem Feuer eine kleine Menge Wasser, Salz und Zucker. Beschreibe: Wasser erhitzt Salz erhitzt Zucker erhitzt Stoffeigenschaft: Aufgabe 3: a) Die Lehrperson hat einen Metallstab, einen Holzstab und einen Plastikstab in ein Gefäss mit heissem Wasser gestellt. Berühre die drei Stäbe, was stellst du fest? b) Versuche die drei anderen feinen Stäbe, die auf dem Tisch liegen zu biegen (nicht brechen!!), was stellst du fest? Metallstab Holzstab Plastikstab Stoffeigenschaft: Aufgabe 4: Nenne weitere Stoffeigenschaften:

4 N & T 1 Stoffeigenschaften 02 Aufgabe 5: Für die Mathematik gibt es keinen Nobelpreis. Grund dafür ist, dass Alfred Nobel die Mathematik lediglich als Hilfswissenschaft angesehen hat. Das heisst, die Mathematik ist nur dazu da, damit andere Wissenschaften einfacher zum Ziel kommen. Zwei Wissenschaften, für die es je einen Nobelpreis gibt und die viel Mathematik braucht, sind die Physik und die Chemie. So braucht man in beiden Wissenschaften verschiedene Masseinheiten um sagen zu können. Wie viel man von welchem Stoff braucht. Folgende typischen Masseinheiten werden dabei häufig gebraucht: Längenmasse (Abkürzungsvariable: s): 10 mm = 1 cm 10 cm = 1 dm 10 dm = 1 m 1000 m = 1 km a) Schreibe weitere Gesetze auf: 1 km = dm 1 km = cm 1 km = mm 1 m = cm 1 m = mm 1 dm = mm 1 mm = dm 1 mm = m 1 mm = km 1 cm = m 1 cm = km 1 dm = km Gewichtsmasse (Abkürzungsvariable: m): 1000 g = 1 mg 1000 mg = 1 g 1000 g = 1 kg 1000 kg = 1 t b) Schreibe weitere Gesetze auf: 1 t = g 1 t = mg 1 t = g 1 kg = mg 1 kg = g 1 g = g 1 g = g 1 g = kg 1 g = t 1 mg = kg 1 mg = t 1 g = t Hohlmasse (Abkürzungsvariable: V): 10 ml = 1 cl 10 cl = 1 dl 10 dl = 1 l 100 l = 1 hl c) Schreibe weitere Gesetze auf: 1 hl = dl 1 hl = cl 1 hl = ml 1 l = cl 1 l = ml 1 dl = ml 1 ml = dl 1 ml = l 1 ml = hl 1 cl = l 1 cl = hl 1 dl = hl

5 N & T 1 Stoffeigenschaften 03 Name: Vorname: Datum: Flächenmasse (Abkürzungsvariable: A): 1 cm 2 ist eine Fläche, die 1 cm breit und 1 cm lang ist. 1 dm 2 ist eine Fläche, die 1 dm breit und 1 dm lang ist. Also ist diese Fläche von 1 dm 2 10 cm breit und 10 cm lang. Wenn etwas 10 cm breit und 10 cm lang ist, hat die Fläche 100 cm 2. Somit gilt: 100 mm 2 = 1 cm cm 2 = 1 dm dm 2 = 1 m m 2 = 1 km m 2 = 1 a (Are) 100 a = 1 ha (Hektare) 100 ha = 1 km 2 Aufgabe 1: Schreibe weitere Gesetze auf: 1 dm 2 = mm 2 1 m 2 = mm 2 1 m 2 = cm 2 1 km 2 = mm 2 1 km 2 = cm 2 1 km 2 = dm 2 1 mm 2 = dm 2 1 mm 2 = m 2 1 mm 2 = km 2 1 cm 2 = m 2 1 cm 2 = km 2 1 dm 2 = km 2 Volumenmasse (Abkürzungsvariable: V): 1 cm 3 ist ein Volumen, das 1 cm breit, 1 cm lang und 1 cm hoch ist. Darin hat 1 ml Wasser Platz. 1 dm 3 ist ein Volumen, das 1 dm breit, 1 dm lang und 1 dm hoch ist. Darin hat 1 l Wasser Platz. Also ist das Volumen von 1 dm 3 10 cm breit, 10 cm lang und 10 cm hoch. Das Volumen 1 dm 3 ist also 10 cm 10 cm 10 cm = 1000 cm 3. 1 l ist auch 1000 ml, also stimmt es. Somit gilt: 1000 mm 3 = 1 cm 3 = 1 ml 1000 cm 3 = 1 dm 3 = 1 l 1000 dm 3 = 1 m 3 = 10 hl Aufgabe 2: Schreibe weitere Gesetze auf: 1 dm 3 = mm 3 1 m 3 = mm 3 1 m 3 = cm 3 1 hl = dm 3 1 dl = cm 3 1 dl = mm 3 1 mm 3 = dm 3 1 mm 3 = m 3 1 cm 3 = m 3 1 hl = m 3 1 dl = m 3 1 dl = dm 3

6 N & T 1 Stoffeigenschaften 03 Raum- und Hohlmasse: 1 l = 1 dm 3 1 Liter Aufgabe 3: Einfache Aufgaben vermischt: a) 7,2 km = m b) 81 mm = m c) 34 dm = mm d) 700 mm = km e) 0,4 m = cm f) 0,08 km = dm g) 3,2 t = kg h) 0,98 g = μg i) 500 mg = kg j) μg = mg k) g = t l) 0,025 g = kg m) 20 hl = dl n) 10 ml = l o) 66 cl = hl p) 14 l = ml q) 700 dl = l r) 4500 ml = hl Aufgabe 4: Mittelschwere Aufgaben vermischt: a) 2000 cm = m b) 3000 cm 2 = m 2 c) 4000 cm 3 = m 3 d) 1 m = dm e) 1,5 m 2 = dm 2 f) 1,8 m 3 = dm 3 g) 0,02 mm = cm h) 0,2 mm 2 = cm 2 i) 2 mm 3 = cm 3 j) 0,08 m = dm k) 0,009 m 2 = dm 2 l) 0,001 m 3 = dm 3 m) 0,01 km = dm n) 0,68 km = m o) 0,78 km 2 = m 2 p) 0,88 km 3 = m 3 Lösungen (unsortiert) 0, / 0,0005 / 0,0007 / 0,002 / 0,002 / 0,002 / 0,004 / 0,0066 / 0,01 / 0,045 / 0,081 0,3 / 0,8 / 0,9 / 1 / 3,8 / 10 / 20 / 25 / 40 / 70 / 100 / 150 / 680 / 800 / / / / / / / /

7 N & T 1 Stoffeigenschaften 04 Name: Vorname: Datum: Aufgabe 1: Ergänze die Tabellen richtig: a) t kg g mg 0, b) km m cm mm 0, c) 400 m 2 dm 2 cm 2 mm 2 0, Aufgabe 2: Ergänze die Tabelle richtig: m 3 l cm 3 cl mm 3 0, Lösungen (unsortiert): 0, / 0,00005 / 0,0004 / 0,0007 / 0,00095 / 0,0045 / 0,0072 / 0,034 / 0,037 / 0,05 0,058 / 0,07 / 0,4 / 0,62 / 0,95 / 1 / 1 / 3,4 / 4,5 / 7 / 7,2 / 8 / 40 / 40 / 50 / 50 / 95 / 100 / / 1000 / 1000 / 4000 / 5000 / 5800 / 6200 / 7200 / / / / / / / / / /

8 N & T 1 Stoffeigenschaften 04 Aufgabe 3: Die Zahl gibt den Füllwert beim obersten Strich an. 10 dl 10 dl 75 cl 75 cl 200 ml 200 ml Bestimme die Füllmenge (in dl) der gegebenen Messzylinder: a) / / / / / Gib den Abstand der einzelnen Striche an (in ml): b) / / / / / Aufgabe 4: a) Die Lehrperson bestimmt das Volumen eines Metallklotzes nach allen drei Verfahren: Messverfahren Differenzverfahren Überlaufverfahren Volumen Volumen Volumen = Breite Länge Höhe = oberer unterer Stand = Überlauf h b l b) Was stellt man fest?

9 N & T 1 Stoffeigenschaften 05 Name: Vorname: Datum: Aufgabe 1: Du hast drei Verfahren zur Bestimmung des Volumens kennengelernt. a) Wann eignet sich das Messverfahren? b) Wann eignet sich das Differenz- oder Überlaufverfahren? c) Was macht man bei schwimmenden, unförmigen Gegenständen wie einem Holzscheit? Aufgabe 2: Bestimme das Volumen von fünf Körpern. Wähle ein passendes Verfahren: Körper: Körper 1: Körper 2: Körper 3: Körper 4: Körper 5: Verfahren: Volumen: (in ml) Volumen: (in cm 3 ) So kann man eine Masse bestimmen: Balkenwaage elektrische Waage Stangenwaage Aufgabe 3: Wäge die fünf Körper aus Aufgabe 2 und bestimme ihre Masse mit Hilfe einer Waage: Masse: (in g) Masse: (in kg)

10 N & T 1 Stoffeigenschaften 05 Eine der Stoffeigenschaften ist die Dichte. Sie ist definiert als: m Masse 3 kg Dichte g / cm griechischer Buchstabe Rho 3 V Volumen l ( oder dm ) Die gebräuchlichste Einheit für die Dichte ist g/cm 3 (sprich: Gramm pro Kubikzentimeter). Ebenfalls möglich sind kg/dm 3 oder t/m 3. Bei Gasen sind ebenfalls g/dm 3 oder kg/m 3 üblich. In der Tabelle sind die Dichten einiger typischer Stoffe angegeben: Aufgabe 4: Welcher Zusammenhang besteht zwischen den verschiedenen Dichtemassen? a) 1 g/cm 3 = kg/dm 3 = t/m 3 b) 1 g/cm 3 = g/dm 3 Stoff Dichte in g/cm 3 Gold 19.3 Blei 11.3 Kupfer 8.9 Eisen / Stahl 7.9 Aluminium 2.7 Glas Beton Wasser / Eis Holz 1.0 / ca Alkohol 0.8 Benzin 0.65 Styropor Luft Sauerstoff Stickstoff Wasserstoff c) Warum wird die Dichte von Luft gern in g/dm 3 angegeben? Zum Berechnen der Dichte gilt das folgende Dreieck: m Wenn du ein Buchstabe abdeckst, zeigen dir die anderen ρ V beiden, wie du rechnen musst. Aufgabe 5: a) Das Volumen eines Körpers wurde mit 25 cm 3 bestimmt. Das Gewicht des Körpers ist 60 g. Berechne die Dichte. b) Um was für einen Stoff könnte es sich handeln? (Vergleiche mit der Tabelle.) Aufgabe 6: Fülle die richtigen Worte (gleich / ungleich) in die Sätze: 100 g 200 g 1) Körper mit Volumen können Massen haben. 100 g 100 g 2) Körper mit Volumen können Massen haben.

11 N & T 1 Stoffeigenschaften 06 Name: Vorname: Datum: Aufgabe 1: Bestimme Volumen, Masse und Dichte von fünf Körpern. Körper: Körper 1: Körper 2: Körper 3: Körper 4: Körper 5: Verfahren: Volumen: (in dm 3 ) Masse: (in kg) Dichte: (in kg/dm 3 ) Aufgabe 2: Berechne: a) Ein Körper wiegt 300 g und hat ein Volumen von 40 cm 3. Wie hoch ist die Dichte dieses Körpers? b) Ein Körper hat ein Volumen von 80 cm 3 bei einem Gewicht von 696 g. Wie hoch ist die Dichte des Körpers? c) Ein Körper aus Aluminium (Dichte ist 2,7 g/cm 3 ) hat ein Volumen von 50 cm 3. Wie schwer ist der Körper? d) Ein Körper aus Blei (Dichte ist 11,3 g/cm 3 ) wiegt 452 g. Berechne das Volumen: Aufgabe 3: Bestimme die Dichte der drei Flüssigkeiten (Wasser, Spiritus, Speiseöl). Dies ist einfacher, da Flüssigkeiten direkt in ein Gefäss mit Skala gegossen werden können. Flüssigkeit: Flüssigkeit 1: Wasser Volumen: (in l) Masse: (in g) Dichte: (in kg/dm 3 ) Flüssigkeit 2: Spiritus Flüssigkeit 3: Raps-/Olivenöl

12 N & T 1 Stoffeigenschaften 06 Aufgabe 4: Deutlich schwieriger ist die Bestimmung der Dichte von Luft. Die Bilder zeigen eine Möglichkeit, wie man dies machen könnte: Suche zusammen mit deiner Banknachbarin / deinem Banknachbarn nach einer Begründung und schreibe sie nieder: Aufgabe 5: Repetition der Rechnungen: Ein Stoff wiegt gemäss Waage 162,5 g und hat ein Volumen von 2,5 dl. a) Gib das Volumen in m 3 an: b) Gib das Gewicht in t an: c) Berechne die Dichte des Stoffes: d) Um was für einen Stoff könnte es sich handeln? e) Wie viel wiegt 1 cl von diesem Stoff? f) Wie viel Platz (Volumen) brauchen 5 kg dieses Stoffes? g) Welches Gewicht hat ein Klotz von diesem Stoff, der 1 m breit, 0,5 m hoch und 2 m lang ist?

13 N & T 1 Stoffeigenschaften 07 Name: Vorname: Datum: Aufgabe 1: a) Eine Eisenkugel beim Kugelstossen wiegt 4 kg. Ihr Volumen beträgt 508 cm 3. Welche Dichte hat die Kugel? b) Ein Metallwürfelchen mit Kantenlänge 1 cm wiegt 2,7 g. Aus welchem Metall ist dieser Würfel? (Tabelle auf AB 1-05) c) Die verzierte Goldplatte aus dem Château de Montrésor ist 25 cm lang, 15 cm breit und 0,5 cm dick. Wie schwer ist sie (in kg) d) Welchen Wert hat die Platte, wenn aktuell ein Kilo Gold Fr, wert ist? (Stand 5. August 2011) e) Wie viel wiegt 1 m 3 Styropor (in kg)? Kannst du ihn hochheben? f) Ein Bleiklotz wiegt 535 g. Wie gross ist sein Volumen (in cm 3 )? g) Eine Klotz mit den Massen (8 cm, 8 cm, 4 cm) wiegt 2 kg. Wie hoch ist die Dichte? h) Ein Fussball wiegt 410 g. Danach werden zusätzliche 5 Liter Luft mit Überdruck in den Ball gepumpt. Wie schwer ist er nun (in g)? i) Weisse Zwerge (Sterne) haben eine Dichte von g/cm 3. Wie viele Tonnen würde ein Stück davon wiegen, das die Grösse eines Spielwürfels (Kantenlänge 15 mm) hat. j) Ein Liter einer Flüssigkeit wiegt mit der Flasche 1 kg. Die Flasche alleine wiegt 300 g. Welche Dichte hat die Flüssigkeit? Aufgabe 2: a) Bestimme Masse, Volumen und Dichte eines beliebigen Steins. b) Bestimme die Masse und Volumen eines Wassertropfens. Überlege erst, wie man dabei am sinnvollsten vorgeht.

14 N & T 1 Stoffeigenschaften 07 Aufgabe 3: Berechne die fehlenden Werte der Tabelle: m 3 dm 3 cm 3 l dl cl 0, Aufgabe 4: a) Eine Pressluftflasche eines Tauchers hat ein Innenvolumen von 10 l. In diese Flasche werden dann rund 2,4 kg Luft hineingepresst. Welche Dichte hat die Luft innerhalb der Flasche (in g/cm 3 )? b) Ein passionierter Physiker führt den Versuch von AB 1-06, Aufgabe 4 oben auf dem Matterhorn durch. Die Stahlkugel wiegt bei der ersten Messung 250,00 g, bei der zweiten, nachdem er 1 l Luft abgelassen hat, noch 249,28 g. Welche Dichte hat die Luft oben auf dem Matterhorn (in g/cm 3 )? Wir stellen fest: Die Dichte von Gasen ist abhängig vom Druck der Umgebung. In grösseren Höhen ist der allgemeine Luftdruck geringer: Je höher der Druck auf ein Gas, desto höher die Dichte des Gases. Die Dichte von Gasen wird deshalb immer bei Normaldruck auf Meereshöhe angegeben. Nicht nur für Gase, sondern für alle Stoffe (mit Ausnahme des Wassers) gilt: Je höher die Temperatur eines Stoffes, desto geringer die Dichte des Stoffes. Die Dichte von Stoffen wird deshalb immer bei 20 C (293,15 K) gemessen. Lösungen (gemischt, auf 3 Stellen gerundet): Aluminium / Ja, knapp / Individuell / / / / / 7800 / / 1500 / 500 (2x) / 416 / 200 / 150 (2x) / 78 (2x) / 50 (3x) / 47,3 / 40 / 20 / 7,87 / 7,81 5 / 3,62 / 3,38 / 2 / 1,5 / 0,7 / 0,5 / 0,24 / 0,15 (2x) / 0,078 / 0,05 (2x) / 0,015 (2x) / 0,002 0,00072 / 0,0005 / 0,000015