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Wärmelehre

Wärme als Brennstoffe
1. Bewegungsenergie (kinetische Energie)
2. Joule
  1. Kilojoule
3. Energie kann nicht verloren bzw.gewonnen werden.
Wärmeenergie und Temperatur
1. Temperatur
  1. Wärme
  2. Flüssigkeit
  3. Körper
  4. Celsius(°C)
  5. Fahrenheit(°F)
  6. Kelvin
2. Thermometer
  1. Raumluftthermometer
  2. Fieberthermometer
3. Absolute Nullpunkt
  1. 0 Kelvin
  2. -273°C
  3. Lord Kelvin
Brennstoffe und Heizwert
1. Feste Brennstoffe
  1. Heizöl, Spiritus, Erdgas
2. Flüssige Brennstoffe
  1. Holz, Steinkohle, Pellets
3. z.B.: Pellets 18MJ/kg
4. Endzündungstemperatur
Richtiges Verhalten bei Bränden
1. Brennende, feste Stoffe löscht man am besten...
  1. ...mit Wasser
  2. ...oder man erstickt die Flamme
2. Brennende, feste Stoffe (z.B.: Öl, Benzin) löscht man am besten...
  1. ...indem man die Flamme erstickt(mit Löschdecke)
Wärmeausbreitung
1. Gute Wärmeleiter
  1. Metalle
2. Schlechte Wärmeleiter
  1. Luft, Gas, Kunststoffe
3. In Stoffen mit leicht, bewegliche Teilchen (Flüssigkeiten, Gase) erfolgt die Übertragung der Wärmeenergie durch Wärmeströmung.
4. Sonne: wichtigster Energiespender
  1. Wärmestrahlung (=Infrarotstrahlung)
    1. nicht sichtbar
    2. breitet sich in Lichtgeschwindigkeit (300.000km pro Sekunde) aus
Die Dampfmaschine
1. 1770 von James Watt erfunden
2. im Zylinder ist ein hoher Druck: Kolben bewegen sich
3. Wirkungsgrad gibt an, wie viel % der zugeführten Energie in die gewünschte Energieform umgewandelt werden kann.
4. Wirkungsgrad: Dieselmotor: 30%/ Ottomotor: 25%/ Strahltriebwerk: über 40%
Wärme und Stoffzustände
1. Sieden
  1. Die Temperatur beider ein flüssiger Stoff siedet, nennt man Siedepunkt.
  2. normalem Luftdruck: siedet Wasser bei 100°C
  3. Druck steigert, erhöht sich der Siedepunkt
  4. Druck erniedrigt, sinkt der Siedepunkt
  5. Höhe von 5000m beginnt Wasser schon bei 85°C zu sieden.
  6. Die Kochzeit verringert sich, weil der Siedepunkt bei 120°C liegt.
  7. Beim Sieden verdampft Flüssigkeit zu Gas.
  8. Drei Zustandsformen: Aggregatzustände
  9. Siedepunkt verschiedener Stoffe: Speiseöl: ca.170°C/ Alkohol: 78°C/ Sauerstoff: -183°C/ Eisen: 2862°C
  10. Sublimation
    1. ...heißt, dass auch bei tiefen Temperaturen eine Flüssigkeit in Gas übergehen kann.
2. Verdampfen
  1. Beim Verdampfen nimmt ein flüssiger Stoff Wärmeenergie auf und wird gasförmig.
  2. Wasser hat sehr hohe verdampfungswäärme
  3. Beim Verdampfen zugeführte Energie heißt Verdampfungswarme.
3. Kondensieren
  1. Beim Kondensieren gibt ein gasförmiger Stoff Wärmeenergie ab und wir wieder flüssig.
  2. Wasser siedet: verdampft zu Wasserdampf
  3. Wasserdampf gibt beim Kondensieren viel Wärmeenergie ab.
    1. Die abgegebene Wärmeenergie heißt Kondensationswärme.
4. Schmelzen
  1. Beim Schmelzen nimmt ein fester Stoff Wärmeenergie auf und wird flüssig.
  2. Temperatur, wenn Stoff vom festen Zustand in flüssigen Zustand übergeht: Schmelzwärme
  3. Wasser schmilzt bei 0°C, Eisen bei 1538°C und Wachs bei 53°C.
  4. Schmelzvorgange: Recycling von Altmetall, Herstellung von Legierungen
  5. Bronze= 70% Kupfer+30% Zinn/ Messing= 60% Kupfer+40% Zink/ Edelstahl= Legierung aus Eisen, Nickel und Chrom
  6. Beim Löten und Schweißen werden Metalle geschmolzen und schaffen beim Wiederherstellen dauerhafte Verbindungen.
5. Erstarren
  1. Beim Erstarren gibt ein flüssiger Stoff Wärmeenergie ab und wird wieder fest.
  2. Erstarrungswärme
  3. Erstarrungspunkt gleiche Temperatur wie Schmelzpunkt
6. Destillieren
  1. Flüssigkeiten haben unterschiedliche Siedepunkte.
  2. Wasser siedet bei 100°C und Alkohol bei 78°C.
  3. Destillation: Verdampfen einer Flüssigkeit mit anschließenden Kondensieren.
  4. Alkohol als Grundstoff für viele Anwendungsbereiche.
    1. Technik, Medizin,...
  5. Wasser kann destilliert werden.
Die Anomalie des Wassers- Wasser ist anders
1. Wasser über 4°C erwärmen: Dichte ab, Volumen zu
2. Wasser abkühlt, dehnt es sich um 1/11 seines ursprünglichen Körpergewichts aus
3. ... versteht man besondere Eigenschaften zwischen einer Temperatur von 0°C und 4°C.
4. Wassertemperatur von 0°C auf 4°C:: Dichte nimmt zu, Volumen ab
5. Größte Dichte bei 4°C
6. Wasser hat am Grund eines Sees (egal welche Jahreszeit) immer eine Temperatur von 4°C.
  1. Grund warum Fische im Winter überleben
Die Sonne als Energiequelle
1. glühende Gaskugel
2. 5 Milliarden Jahre ungeheure Energiemengen abstrahlt
3. 150 Mio. km entfernt von der Erde
4. Innentemperatur: 15 Mio°C, Außentemperatur 6000°C
5. 1m² Sonnenoberfläche abgestrahlte Energiemenge beträgt 63000kj.
6. 2 Milliarden Jahren wird Sonne erkaltet sein
7. Sonne besteht aus: 75% Wasserstoff/ 23% Helium/ 2% schwere Elemente
8. Erde nur 1kj pro 1m²
Wie entsteht ein Gewitter?
1. Gewitterwolken gibt es starke Winde
  1. Durch Winde entsteht Reibungsenergie
    1. Zu viel Spannung und Blitz muss sich auf der Erde entladen.
      1. Der Donner entsteht durch die starke Ausdehnung der Luft bei der kräftigen Erwärmung durch Blitze.
2. Schützen
  1. Blitzableiter
  2. Elektrogeräte ausschalten
  3. Schutz suchen unter geschützten Unterständen
  4. Nicht in der Nähe von Bäumen und Unterständen

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