Ph10 Lernbereich 4: Grundlagen der Wärmelehre (ca. 28 Std.)
Berufsoberschule: Physik Vorklasse (T, ABU)
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- beschreiben die Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig mithilfe des Teilchenmodells, um alltagsrelevante Phänomene zu erklären.
- führen unter Anleitung einfache Experimente zur Längen‑ und Volumenänderung von festen Körpern und Flüssigkeiten in Abhängigkeit von der Temperaturänderung durch und formulieren mithilfe der Messwerte quantitative Zusammenhänge, die sie für weitere Berechnungen sicher einsetzen.
- erläutern die Funktionsweise von Thermometern, die das Prinzip der Längen‑ bzw. Volumenänderung von Festkörpern und Flüssigkeiten nutzen, und wählen zur Temperaturmessung in Experimenten geeignete Geräte sinnvoll aus.
- begründen die Existenz eines absoluten Temperaturnullpunktes mithilfe des Teilchenmodells und leiten daraus die Temperaturskala nach Kelvin ab.
- werten experimentell gewonnene Messdaten zur Temperaturänderung von Festkörpern oder Flüssigkeiten bei Zu‑ bzw. Abfuhr von Wärme aus, um die physikalische Größe „spezifische Wärmekapazität“ zu bestimmen.
- ermitteln experimentell die Mischtemperatur von Flüssigkeiten gleicher spezifischer Wärmekapazität und überprüfen ihre gewonnenen Erkenntnisse anhand der Mischungsregel.
- beschreiben unter Verwendung des Teilchenmodells Phasenübergänge, um Alltagsphänomene (z. B. Schmelzen von Schnee) zu erklären. Sie verwenden die Begriffe Schmelz‑ und Verdampfungswärme sicher und führen einfache Berechnungen durch, um z. B. den Vorteil von Latentwärmespeichern oder Kühlakkus zu erläutern.
- beschreiben mit einfachen Modellvorstellungen Phänomene der Wärmeleitung und Wärmestrahlung und begründen die Konvektion in Flüssigkeiten mithilfe der infolge von Temperaturänderungen in ihnen entstehenden Dichteunterschiede, um u. a. die jahreszeitlich unterschiedlichen Temperaturschichtungen in Gewässern zu erklären.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Temperatur als Maß für die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen eines Körpers, absolute Temperatur
- Änderungen von Aggregatzuständen
- Teilchenmodell
- Längen‑ und Volumenänderungen von Festkörpern und Flüssigkeiten
- spezifische Wärmekapazität, Mischungsversuche
- Anomalie des Wassers
- Energietransport durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung, Konvektion
