Te10 Lernbereich 3: Wärmezustand und Wärmeausdehnung fester Körper (optional)
Berufsoberschule: Technologie Vorklasse (ABU, T)
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- analysieren anhand von einfachen Experimenten die Temperatur eines Systems als messbare Zustandsgröße, beurteilen verschiedene Temperaturskalen in Bezug zu ihren Einsatzmöglichkeiten und erläutern die jeweils zugehörigen Fachbegriffe zur Temperaturmessung.
- untersuchen technische Temperaturmessverfahren auf Genauigkeit bzw. Gültigkeit und erläutern die Abhängigkeit des Aggregatszustands von Druck und Temperatur anhand von Wasser.
- erläutern, dass die Wärmeenergie als Bewegungsenergie von Atomen und Molekülen von Systemen zu verstehen ist, definieren Temperaturunterschiede als zu- und abgeführte Wärmemengen und verwenden zugehörige physikalische Größen und Einheiten fachgerecht.
- analysieren die besonderen Eigenschaften von Wasser und unterscheiden die benötigten sensiblen und latenten Wärmeenergien bei der Erwärmung von Wassereis bis zum Heißdampf, um die Gesamtwärmemenge zu bestimmen.
- begründen mithilfe einfacher Experimente, dass Temperaturänderungen bei festen Körpern zur Längen- bzw. Volumenänderung führen und diese stoffabhängig sind, um einfache Berechnungen durchzuführen. Sie erkennen dadurch die Gefahren der Temperaturdehnung bei Gebäuden, Brücken und Fahrbahnen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Zustandsgröße Temperatur; Temperaturskalen: Celsius, Kelvin, Fahrenheit
- Temperaturmessverfahren und ‑geräte, Aggregatszustand
- Definition Wärmeenergie, physikalische Größe Q und zugehörige Einheit
- Anomalie des Wassers, spezifische Wärmekapazität, sensible und latente Wärme (Schmelzwärme, Verdampfungswärme), Zeit-Temperatur-Diagramm
- Längen- und Volumenausdehnung mit Koeffizienten