Lösungen zu den Teste-dich-Aufgaben
a Die drei Aggregatzustände heißen fest, flüssig und gasförmig.
b
c Fest: Der Abstand zwischen den Teilchen ist gering, ihr Zusammenhalt ist groß. Sie lassen sich nicht gegeneinander verschieben.
Flüssig: Der Zusammenhalt ist geringer. Die Teilchen lassen sich gegeneinander verschieben.
Gasförmig: Zwischen den Teilchen gibt es große Abstände und fast keinen Zusammenhalt mehr. Die Teilchen bewegen sich frei im Raum.
a Die Sinneszellen in der Haut reagieren auf Veränderungen der Temperatur. Je nach Situation kann man die gleiche Temperatur
unterschiedlich empfinden. Auch verschiedene Personen empfinden Temperaturen unterschiedlich. Man kann daher mit der Haut nur grob bestimmen, ob etwas warm oder kalt ist, jedoch keine genauen Temperaturen.
b Je höher die Temperatur eines Stoffes ist, desto schneller bewegen sich die Teilchen in diesem Stoff.
c Im heißen Wasser bewegen sich die Wasserteilchen schneller und stoßen heftiger gegen die Zuckerteilchen. Im kalten Wasser sind die Wasserteilchen langsamer. Sie stoßen weniger heftig gegen die Zuckerteilchen und können sie deshalb nicht so schnell vom restlichen Zuckerstück ablösen.
In der Kanne Kaffee steckt mehr Wärme, weil der Kaffee in der Kanne und in der Tasse die gleiche Temperatur hat, die Kanne
aber mehr Kaffee enthält.
a Flüssigkeiten dehnen sich bei Erwärmung aus. Wie weit sich die Flüssigkeit ins Thermometerröhrchen hinein ausdehnt, lässt
einen direkten Rückschluss auf die Temperatur zu.
b Durch das heiße Wasser wird die im Tischtennisball eingeschlossene Luft erwärmt. Die Luft dehnt sich beim Erwärmen
aus. Da der Tischtennisball in sich abgeschlossen ist und die Luft nicht entweichen kann, erhöht sich der Luftdruck im Innern:
Die Beule wird wieder nach außen gedrückt.
c Wenn der Tank bis zum Rand gefüllt wird und die Temperaturen an dem Sommertag weiter steigen, dann kann es passieren, dass sich das Benzin durch die Erwärmung weiter ausdehnt und der Tank überläuft.
a 0 °C: Gefrierpunkt von Wasser; 100 °C: Siedepunkt von Wasser
b Man braucht eine Flüssigkeit in einem Vorratsgefäß und ein dünnes Rohr, in dass sich die Flüssigkeit ausdehnen kann.
Zunächst taucht man das Vorratsgefäß in ein Eis-Wasser-Gemisch. Wenn sich die Flüssigkeit eingestellt hat, markiert man den Flüssigkeitsstand im Glasrohr als 0 °C.
Danach bringt man Wasser zum Kochen und hält das Vorratsgefäß hinein. Den nun erreichten Stand der Flüssigkeit markiert man als 100 °C. Anschließend teilt man den Abstand zwischen diesen beiden Markierungen in 100 gleich große Abschnitte. Jeder Abschnitt entspricht dann 1 °C. So erhält man eine gleichmäßige Celsius-Skala, mit der man Temperaturen messen kann.
Materialien:
- ein Glasgefäß mit dünnem Rohr (Kapillarröhrchen)
- eine Thermometerflüssigkeit (z. B. Alkohol oder Öl)
- Eis und Wasser (für den 0 °C-Punkt)
- kochendes Wasser (für den 100 °C-Punkt)
- ein Gefäß (z. B. Becherglas)
- einen Stift oder Marker zum Einzeichnen der Skala
- ein Lineal zum Einteilen der Skala
a Schmelztemperatur von Aluminium: 933 K
b Ein möglicher Bereich für die Temperatur an einem kalten Wintertag auf der Kelvinskala wären 273 bis 253 K (entspricht einem Temperaturbereich von 0 °C bis –20 °C).
c Auf der Kelvin-Skala gibt es keine Minusgrade, weil sie bei der niedrigstmöglichen Temperatur überhaupt beginnt: dem absoluten Nullpunkt. Da Teilchen nicht weniger als keine Bewegungsenergie haben können, sind niedrigere (negative) Temperaturen unmöglich. Daher gibt es auf der Kelvin-Skala keine Minusgrade.
a Durch die Wärme dehnt sich der Metalldeckel stärker aus als das Marmeladenglas. Dadurch sitzt er lockerer und lässt sich
leichter lösen.
b Die Länge der Oberleitungen hängt von der Temperatur ab und verändert sich somit über die Zeit. Die Leitungen dehnen sich an wärmeren Tagen aus und ziehen sich an kälteren wieder zusammen. Durch die Gewichte werden die Oberleitungen jederzeit straff gespannt, so dass sie nicht durchhängen.