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(das Einfache, was so schwer zu machen ist!)


Jahrgangsstufe 8
- Realschulbildungsgang -
Thermodynamik (27 Stunden)

Ziele

Die Schüler erweitern ihre Kenntnisse über thermische Vorgänge und Erscheinungen durch das Deuten einiger wesentlicher Zusammenhänge mit Hilfe des Aufbaus der Stoffe aus Teilchen. Weiterhin lernen sie wichtige Begriffe und Gesetze der Thermodynamik kennen. Die Schüler erkennen auch am Beispiel der Thermodynamik die Notwendigkeit, physikalische Begriffe von den Begriffen der Umgangssprache abzugrenzen. Durch das Vergleichen von Heizwerten, Energiebilanzen und Wirkungsgraden werden die Schüler zum sparsamen Energieeinsatz angeregt. Bei der experimentellen Arbeit gewinnen sie einen tieferen Einblick in Arbeitsverfahren der Physik.

Inhalte Hinweise
Temperatur
  • Absolute Temperatur

Temperatur und kinetische Energie der Teilchen
Diffusion

Thermisches Verhalten der Körper
  • Feste Körper
    Dl = l a DT
    Ausdehnungskoeffizient
  • Flüssigkeiten
  • Gase
Dehnungsschleifen, Rollenlagerung von Brücken
 

Ausgleichsbehälter

Wärme
  • Wärmequellen
  • Abgabe bzw. Aufnahme von Wärme
  • Q = c m DT
  • Spezifische Wärmekapazität
  • Wärmeaustausch
  • Mischen von Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperatur
  • Wärmedämmung
  • SE Wärmezufuhr und Temperaturerhöhung
  • SE Mischungstemperatur

Z Wärme und thermische Energie

Umwandeln von chemischer, mechanischer, elektrischer und Kernenergie in Wärme

Thermische Leistung 
SE Temperaturverlauf beim Wärmeaustausch
Wärmeaustauscher
Fehlerquellen bei kalorimetrischen Messungen
Wärmedämmende Materialien in Natur, Haushalt und Technik

Wärme und Aggregatzustandsänderungen
  • Schmelzen und Erstarren
  • Sieden und Kondensieren
  • Verdunsten
  • Umwandlungswärme
Deuten der Vorgänge mit dem Teilchenmodell
 
 
 

Energetische Betrachtungen
Kompressorkühlschrank

1. und 2. Hauptsatz
  • Wärme und mechanische Arbeit
  • Ottomotor
    Aufbau und Wirkunsweise
  • Dieselmotor
    Aufbau und Wirkunsweise
  • Dampfturbine
    Aufbau und Wirkunsweise
  • Energiebilanz und Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen
Hauptsätze als Erfahrungssätze
Bedeutung der Hauptsätze

Historische Entwicklung der Wärmekraftmaschinen
Würdigung N. Ottos und R. Diesels 

Wärmekraftwerk, Heizkraftwerk

Gründe für den geringen Wirkungsgrad

Wärme, Umwelt und Mensch
  • Heizwerte verschiedener Brennstoffe
  • Umweltschäden durch Verbrennungsprozesse
  • Verantwortung des Menschen für die Umwelt
  • Alternative Energiequellen
Energiebedarf der Welt

Wertigkeit der Energieträger
Abwärme und ihre Nutzung
Diskutieren von Lösungsmöglichkeiten
 

Projekt Alternative Energiequellen (z. B. Biowärme, Sonnenkollektor, Stirlingmotor)

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