Zustandsformen und Übergänge: Schmelzen Eine Mischung aus Eis und Wasser wird erwärmt. Dabei wird in regelmäßigen Abständen die Temperatur gemessen und in eine Wertetabelle eingetragen. Versuchsanordnung: Bild 1: Bild 2: Die Eiswürfel Wassermischung wird erwärmt. Bild 3: Die Eiswürfel sind geschmolzen, das Wasser wird weiter erwärmt. Lydias Team hat folgende Messwerte aufgeschrieben: 1.1. Nach welcher Zeit sind in Lydias Team alle Eiswürfel geschmolzen? a) Nach 2 Minuten b) Nach 6 Minuten c) Nach 8 Minuten d) Nach 24 Minuten 1.2. Während die Eiswürfel schmelzen, wird ständig Energie zugeführt. Dabei a) steigt die Temperatur des Wassers. b) sinkt die Temperatur des Wassers. c) bleibt die Temperatur des Wassers gleich. Seite 1
1.3. Lydias Team hat die Messwerte anschließend in einem Diagramm dargestellt. Welchen Fehler haben sie dabei gemacht? a) Die Abstände auf der Temperaturachse sind falsch beschriftet. b) Die Abstände auf der Zeitachse sind falsch beschriftet. c) Der untere Knick stimmt nicht, der Graph sollte eine Gerade sein. d) Sie haben keinen Fehler gemacht. Die Zeichnung stimmt so. 1.4. Der letzte Messwert wurde von Lydias Team nicht mehr in die Tabelle eingetragen. Wie würde der letzte Wert vermutlich am ehesten aussehen? a) b) c) Temperatur (T) [ C] 25 Temperatur (T) [ C] 28 Temperatur (T) [ C] 35 1.5. Warum erhöht sich die Temperatur des Wassers erst, wenn das Eis geschmolzen ist? Die verschiedenen Teams der Klasse kommen zu folgenden Schlüssen: Welche Antwort ist auf alle Fälle FALSCH? a) Weil die Eiswürfel noch so lange das Wasser abkühlen, bis sie geschmolzen sind. b) Weil die Eiswürfel Kältemoleküle an das Wasser abgeben. c) Weil die zugeführte Energie verwendet wird, um das Eis zu schmelzen. d) Solange das Eis nicht geschmolzen ist, wird die zugeführte Energie zum Schmelzen verwendet und nicht zur Erwärmung des Wassers. Seite 2
1.6. Wie erklärt man physikalisch das Schmelzen? Welche Antwort ist RICHTIG? Die Energiezufuhr bewirkt: a) Die Teilchen im Eiswürfel vermischen sich mit den Teilchen im flüssigen Wasser. b) Die Teilchen schwingen stärker um ihre festen Plätze als zuvor und geben Kälte ab. c) Die Teilchen schwingen stärker als zuvor und lösen sich von ihren Plätzen. d) Die Teilchen lösen sich auf. Achtung wichtig! Diese Versuchsanordnung [Tabelle mit Bild 1(Wasser_Eis_Bild1.jpg), Bild 2 (Wasser_Eis_Bild2.jpg) und Bild 3 (Wasser_Eis_Bild3.jpg)] und die Auswertung der Messreihe (Tabelle_neu1.jpg) müssen auf jeder (neuen) Seite des Beispiels (immer zu Seitenbeginn) sichtbar sein! Eine Mischung aus Eis und Wasser wird erwärmt. Dabei wird in regelmäßigen Abständen die Temperatur gemessen und in eine Wertetabelle eingetragen. Versuchsanordnung: Bild 1: Bild 2: Die Eiswürfel Wassermischung wird erwärmt. Lydias Team hat folgende Messwerte aufgeschrieben: Bild 3: Die Eiswürfel sind geschmolzen, das Wasser wird weiter erwärmt. Seite 3
Antworterwartung Autorin: Andrea Mayer, benötigte Arbeitszeit: 10 min Eine Mischung aus Eis und Wasser wird erwärmt. Dabei wird in regelmäßigen Abständen die Temperatur gemessen und in eine Wertetabelle eingetragen. Versuchsanordnung: Bild 1: Bild 2: Die Eiswürfel Wassermischung wird erwärmt. Bild 3: Die Eiswürfel sind geschmolzen, das Wasser wird weiter erwärmt. Lydias Team hat folgende Messwerte aufgeschrieben: 1.1. Nach welcher Zeit sind in Lydias Team alle Eiswürfel geschmolzen? a) Nach 2 Minuten b) Nach 6 Minuten c) Nach 8 Minuten d) Nach 24 Minuten 1.2. Während die Eiswürfel schmelzen, wird ständig Energie zugeführt. Dabei a) steigt die Temperatur des Wassers. b) sinkt die Temperatur des Wassers. c) bleibt die Temperatur des Wassers gleich. Seite 4
1.3. Lydias Team hat die Messwerte anschließend in einem Diagramm dargestellt. Welchen Fehler haben sie dabei gemacht? a) Die Abstände auf der Temperaturachse sind falsch beschriftet. b) Die Abstände auf der Zeitachse sind falsch beschriftet. c) Der untere Knick stimmt nicht, der Graph sollte eine Gerade sein. d) Sie haben keinen Fehler gemacht. Die Zeichnung stimmt so. 1.4. Der letzte Messwert wurde von Lydias Team nicht mehr in die Tabelle eingetragen. Wie würde der letzte Wert vermutlich am ehesten aussehen? a) b) c) Temperatur (T) [ C] 25 Temperatur (T) [ C] 28 Temperatur (T) [ C] 35 1.5. Warum erhöht sich die Temperatur des Wassers erst, wenn das Eis geschmolzen ist? Die verschiedenen Teams der Klasse kommen zu folgenden Schlüssen: Welche Antwort ist auf alle Fälle FALSCH? a) Weil die Eiswürfel noch so lange das Wasser abkühlen, bis sie geschmolzen sind. b) Weil die Eiswürfel Kältemoleküle an das Wasser abgeben. c) Weil die zugeführte Energie verwendet wird, um das Eis zu schmelzen. d) Solange das Eis nicht geschmolzen ist, wird die zugeführte Energie zum Schmelzen verwendet und nicht zur Erwärmung des Wassers. Seite 5
1.6. Wie erklärt man physikalisch das Schmelzen? Welche Antwort ist RICHTIG? Die Energiezufuhr bewirkt: a) Die Teilchen im Eiswürfel vermischen sich mit den Teilchen im flüssigen Wasser. b) Die Teilchen schwingen stärker um ihre festen Plätze als zuvor und geben Kälte ab. c) Die Teilchen schwingen stärker als zuvor und lösen sich von ihren Plätzen. d) Die Teilchen lösen sich auf. Klassifikation 1.1 W3, N1, P3.5 1.2 W3, N1, P3.5 1.3 S 1, N2, P3.5 1.4 E 2, N1, P3.5 1.5 E 4, N3, P3.5 1.6 W1, N3, P3.5 Kommentar Beispiel erstellt von Andrea Mayer Seite 6