Wärmegefühl 303K. Data- Studio. Wärmegefühl...1 Überblick...2. Experiment...2. Schülerantwortblatt Wärmegefühl...3 weitere Ideen...4. Lernziele...

Transkript

1 FK048 Wärmegefühl.dc Wärmegefühl Wärmegefühl...1 Überblick...2 Lernziele... 2 Experiment...2 Vraussagen... 2 Geräteausstattung... 2 Arbeitsauftrag... 2 Schülerantwrtblatt Wärmegefühl...3 weitere Ideen K Data- Studi franz kranzinger DataStudi

2 FK048 Wärmegefühl.dc Überblick Zeitbedarf: 2 Unterrichtsstunden (ca 90 Minuten) Klassenstufe: Schwierigkeitsgrad: 7 Kern: Dass wir srgfältig zwischen unseren menschlichen Wahrnehmungen und den physikalischen Messungen unterscheiden müssen, war Schwerpunkt im Unterricht. In diesem Experiment, das jeder vn Ihnen selbst ausführen kann, geht es darum verschiedene Gefühlsbereiche mit physikalischen Messdaten zu verknüpfen. Das Experiment führ jeder Schüler bzw. Schülerin beim nächsten Baden selbst durch. Lernziele Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihr Verständnis bzgl. Wahrnehmungen des eigenen Körpers. wenden die Galileische Methde in diesen Experimenten an und lernen die naturwissenschaftliche Arbeitsweise ( Hypthesen, Mdellvrstellungen führen zu Vrhersagen die in Experimenten falsifiziert der verifiziert werden usw. ) lernen den Einsatz eines Cmputer-Mess-Erfassungs UND Auswertungs-Systems. Experiment Vraussagen Die Teams beantwrten das Schüler-Antwrt-Blatt als Hausaufgabe. Im Sinne der s genannten Galileischen Methde (Experimente sind immer theriegeleitet) im Sinne der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise ( auf der Basis vn Hypthesen, Mdellvrstellungen und schn vrhandenen Therien werden Vrhersagen frmuliert; im Experiment werden diese Vrhersagen falsifiziert der verifiziert ) - ist es wesentlich, dass die verbale Beschreibung und die Vrhersagen frmuliert wurden, bevr die Messung durchgeführt wird. Geräteausstattung Die Geräteausstattung ist natürlich davn abhängig, auf welche experimentellen Ideen die Teams kmmen. Xplrer-GLX Temperatursensr Schüler-Antwrtblatt Arbeitsauftrag Dass wir srgfältig zwischen unseren menschlichen Wahrnehmungen und den physikalischen Messungen unterscheiden müssen, war Schwerpunkt im Unterricht. In diesem Experiment, das jeder vn Ihnen selbst ausführen kann, geht es darum verschiedene Gefühlsbereiche mit physikalischen Messdaten zu verknüpfen. Das Experiment führ jeder vn Ihnen beim Baden selbst durch. Überlegen Sie sich, wie sie flgende Temperatur-Gefühlsbereiche feststellen können: Wassertemperatur, die als unerträglich heiß wahrgenmmen wird Wassertemperaturbereiche, die als angenehm empfunden wird Wassertemperaturbereich, die als unangenehm kalt empfunden werden. franz kranzinger DataStudi

3 FK048 Wärmegefühl.dc Schülerantwrtblatt Wärmegefühl 303K Data- Studi [A] Definitinen Begriffe [A.01] [A.02] [A.03] Was versteht man unter der physikalischen Größe Temperatur Wie funktiniert unser Wärmegefühl? Welche Fähigkeiten hat es? Welche Rlle spielt die Temperatur bei dem Strm-Antriebs-Widerstandsknzept [B] Vrhersagen (im Sinne der Galileischen Methde) [B.01] [B.02] [B.03] Welcher Temperaturbereich wird nach Ihren Vrstellungen als unangenehm heiß empfunden? Denken Sie dabei an eine Sauna welche Randbedingungen spielen bei der Festlegung dieser Bereiche eine entscheidende Rlle? Welcher Temperaturbereich wird nach Ihren Vrstellungen als angenehm empfunden? Welche Randbedingungen spielen bei der Festlegung dieser Bereiche eine entscheidende Rlle? Welcher Temperaturbereich wird nach Ihren Vrstellungen als unangenehm kalt empfunden? Denken Sie dabei an einen Spaziergang im Schnee der an eine kalte Winternacht welche Randbedingungen spielen bei der Festlegung dieser Bereiche eine entscheidende Rlle? [C] Messung [C.01] Führen Sie die Messung durch! [D] Flgerungen Analyse [D.01] [D.02] Knnten Sie Ihre Vrhersagen bestätigen? Welche Argumente können Sie auf die Frage anführen, warum unsere Wärmesinn s ist, wie er ist? franz kranzinger DataStudi

4 FK048 Wärmegefühl.dc weitere Ideen Smmerhitze Die Klimaanlage steht auf 20 C und trtzdem schwitz man im Aut bei geschlssenen Türen! Wie ist das möglich? Fühltemperatur Die Fühltemperatur, auch Windchilltemperatur (eng.) genannt, beschreibt die Temperatur, die man an der Hautberfläche wahrnimmt. Sie wird beeinflußt vn der wahren Lufttemperatur, dem Wind und der Luftfeuchte, wbei es auch Frmeln hne die Luftfeuchte gibt. Macht man den Versuch, bei windigem Wetter den befeuchteten Finger in die Luft zu halten, wird man feststellen, dass sich dieser kühler anfühlt, als die anderen. Diesen Temperaturunterschied nennt man auch "psychrmetrische Differenz" der Auskühlung durch Verdunstung. Die Frmel lautet: T T 273 = 33 + ( 33) 0, ,237 K v Wind vwind ( 3,6) 0,0124 ( 3,6) C m / s m / s Fühlen mit T= abslute Temperatur in Kelvin gemessen v wind = Windgeschwindigkeit in m/s gemessen Aus Allgemeine Klimagegraphie; Wlfgang Weischet, Berlin 1980 Für die winterkalten und plaren Gebiete spiet die zusätzliche Abkühlung durch Wind ft eine entscheidende Rlle für die Aufenthaltsmöglichkeit bei tiefen Temperaturen im Freien. Siple und Passel haben 1945 eine windschill-frmel entwickelt, wnach die Abkühlungsstärke K in Kcal/m² und Stunde aus Lufttemperatur (T in C) und die Windgeschwindigkeit (v in m/s) durch die Gleichung: ( 100 v + 10,45 v) ( ) K = 33 T bestimmt wird. Bei einer Windschill-Größe vn 200Kcal/m² und Stunde ist es nch angenehm, bei 400 Kcal/m² wird es kühl, bei 800 Kcal/m² ist es kalt und bei 1100 Kcal/m² sehr kalt bei 1500 Kcal/m² beginnen Erfrierungserscheinungen an ungeschützten Körperteilen. Für den praktischen Gebrauch sind z.b. in Kanada an Tankstellen Wind-Chill-Charts zu haben, welche die Gefahrenstufen für nrmal bekleidete Persnen bei bestimmten Kmbinatinen vn Kälte und Wind nach Erfahrungswerten angegeben. Andere Therien im Internet verwenden andere Berechnungsfrmeln und kmmen zu anderen Fühltemperaturen: franz kranzinger DataStudi

5 FK048 Wärmegefühl.dc Stuttgart Echterdingen 12:20 MESZ Temperatur: 16 C Fühltemperatur: 12 C Luftfeuchtigkeit: 31 % Luftdruck: 1011 hpa Wind: 25,7 km/h 7,1 m/s Ost franz kranzinger DataStudi