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Wärmelehre

Mindmap: Wärmelehre
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Wärmelehre
Wärme als Brennstoffe
- Bewegungsenergie (kinetische Energie)
- Joule
- Kilojoule
- Energie kann nicht verloren bzw.gewonnen werden.
Wärmeenergie und Temperatur
- Temperatur
- Wärme
- Flüssigkeit
- Körper
- Celsius(°C)
- Fahrenheit(°F)
- Kelvin
- Thermometer
- Raumluftthermometer
- Fieberthermometer
- Absolute Nullpunkt
- 0 Kelvin
- -273°C
- Lord Kelvin
- Temperatur
Brennstoffe und Heizwert
- Feste Brennstoffe
- Heizöl, Spiritus, Erdgas
- Flüssige Brennstoffe
- Holz, Steinkohle, Pellets
- z.B.: Pellets 18MJ/kg
- Endzündungstemperatur
- Feste Brennstoffe
Richtiges Verhalten bei Bränden
- Brennende, feste Stoffe löscht man am besten...
- ...mit Wasser
- ...oder man erstickt die Flamme
- Brennende, feste Stoffe (z.B.: Öl, Benzin) löscht man am besten...
- ...indem man die Flamme erstickt(mit Löschdecke)
- Brennende, feste Stoffe löscht man am besten...
Wärmeausbreitung
- Gute Wärmeleiter
- Metalle
- Schlechte Wärmeleiter
- Luft, Gas, Kunststoffe
- In Stoffen mit leicht, bewegliche Teilchen (Flüssigkeiten, Gase) erfolgt die Übertragung der Wärmeenergie durch Wärmeströmung.
- Sonne: wichtigster Energiespender
- Wärmestrahlung (=Infrarotstrahlung)
- nicht sichtbar
- breitet sich in Lichtgeschwindigkeit (300.000km pro Sekunde) aus
- Wärmestrahlung (=Infrarotstrahlung)
- Gute Wärmeleiter
Die Dampfmaschine
- 1770 von James Watt erfunden
- im Zylinder ist ein hoher Druck: Kolben bewegen sich
- Wirkungsgrad gibt an, wie viel % der zugeführten Energie in die gewünschte Energieform umgewandelt werden kann.
- Wirkungsgrad: Dieselmotor: 30%/ Ottomotor: 25%/ Strahltriebwerk: über 40%
Wärme und Stoffzustände
- Sieden
- Die Temperatur beider ein flüssiger Stoff siedet, nennt man Siedepunkt.
- normalem Luftdruck: siedet Wasser bei 100°C
- Druck steigert, erhöht sich der Siedepunkt
- Druck erniedrigt, sinkt der Siedepunkt
- Höhe von 5000m beginnt Wasser schon bei 85°C zu sieden.
- Die Kochzeit verringert sich, weil der Siedepunkt bei 120°C liegt.
- Beim Sieden verdampft Flüssigkeit zu Gas.
- Drei Zustandsformen: Aggregatzustände
- Siedepunkt verschiedener Stoffe: Speiseöl: ca.170°C/ Alkohol: 78°C/ Sauerstoff: -183°C/ Eisen: 2862°C
- Sublimation
- ...heißt, dass auch bei tiefen Temperaturen eine Flüssigkeit in Gas übergehen kann.
- Verdampfen
- Beim Verdampfen nimmt ein flüssiger Stoff Wärmeenergie auf und wird gasförmig.
- Wasser hat sehr hohe verdampfungswäärme
- Beim Verdampfen zugeführte Energie heißt Verdampfungswarme.
- Kondensieren
- Beim Kondensieren gibt ein gasförmiger Stoff Wärmeenergie ab und wir wieder flüssig.
- Wasser siedet: verdampft zu Wasserdampf
- Wasserdampf gibt beim Kondensieren viel Wärmeenergie ab.
- Die abgegebene Wärmeenergie heißt Kondensationswärme.
- Schmelzen
- Beim Schmelzen nimmt ein fester Stoff Wärmeenergie auf und wird flüssig.
- Temperatur, wenn Stoff vom festen Zustand in flüssigen Zustand übergeht: Schmelzwärme
- Wasser schmilzt bei 0°C, Eisen bei 1538°C und Wachs bei 53°C.
- Schmelzvorgange: Recycling von Altmetall, Herstellung von Legierungen
- Bronze= 70% Kupfer+30% Zinn/ Messing= 60% Kupfer+40% Zink/ Edelstahl= Legierung aus Eisen, Nickel und Chrom
- Beim Löten und Schweißen werden Metalle geschmolzen und schaffen beim Wiederherstellen dauerhafte Verbindungen.
- Erstarren
- Beim Erstarren gibt ein flüssiger Stoff Wärmeenergie ab und wird wieder fest.
- Erstarrungswärme
- Erstarrungspunkt gleiche Temperatur wie Schmelzpunkt
- Destillieren
- Flüssigkeiten haben unterschiedliche Siedepunkte.
- Wasser siedet bei 100°C und Alkohol bei 78°C.
- Destillation: Verdampfen einer Flüssigkeit mit anschließenden Kondensieren.
- Alkohol als Grundstoff für viele Anwendungsbereiche.
- Technik, Medizin,...
- Wasser kann destilliert werden.
- Sieden
Die Anomalie des Wassers- Wasser ist anders
- Wasser über 4°C erwärmen: Dichte ab, Volumen zu
- Wasser abkühlt, dehnt es sich um 1/11 seines ursprünglichen Körpergewichts aus
- ... versteht man besondere Eigenschaften zwischen einer Temperatur von 0°C und 4°C.
- Wassertemperatur von 0°C auf 4°C:: Dichte nimmt zu, Volumen ab
- Größte Dichte bei 4°C
- Wasser hat am Grund eines Sees (egal welche Jahreszeit) immer eine Temperatur von 4°C.
- Grund warum Fische im Winter überleben
Die Sonne als Energiequelle
- glühende Gaskugel
- 5 Milliarden Jahre ungeheure Energiemengen abstrahlt
- 150 Mio. km entfernt von der Erde
- Innentemperatur: 15 Mio°C, Außentemperatur 6000°C
- 1m² Sonnenoberfläche abgestrahlte Energiemenge beträgt 63000kj.
- 2 Milliarden Jahren wird Sonne erkaltet sein
- Sonne besteht aus: 75% Wasserstoff/ 23% Helium/ 2% schwere Elemente
- Erde nur 1kj pro 1m²
Wie entsteht ein Gewitter?
- Gewitterwolken gibt es starke Winde
- Durch Winde entsteht Reibungsenergie
- Zu viel Spannung und Blitz muss sich auf der Erde entladen.
- Der Donner entsteht durch die starke Ausdehnung der Luft bei der kräftigen Erwärmung durch Blitze.
- Zu viel Spannung und Blitz muss sich auf der Erde entladen.
- Durch Winde entsteht Reibungsenergie
- Schützen
- Blitzableiter
- Elektrogeräte ausschalten
- Schutz suchen unter geschützten Unterständen
- Nicht in der Nähe von Bäumen und Unterständen
- Gewitterwolken gibt es starke Winde