Schulprogramm Physik Stufe 7 und 8
Angestrebte Kompetenzen zum Inhaltsfeld „Wärmelehre“ in den Stufen 7 und 8 (1.Halbjahr)

Wärmeenergie

  • Ich kann darlegen, dass man Energie benötigt um Körper zu erwärmen.
  • Ich kann angeben, dass diese Energie in der Einheit Joule (Abkürzung J ) gemessen wird und das Formelzeichen W erhält.
  • Ich kann angeben, dass man die Energie von 4,2 J benötigt, um 1 g Wasser um 1° zu erwärmen.
  • Ich kann berechnen, wie viel Energie (in J ) man benötigt, um eine gegebene Menge Wasser von einer gegebenen Ausgangstemperatur auf eine gewünschte Endtemperatur zu erwärmen.
  • Ich kann einer Tabelle die Energiewerte entnehmen, die man benötigt um 1 g eines gegebenen Materials um 1° zu erwärmen und weiß, dass diese Werte die Bezeichnung spezifische Wärmekapazität (eines Stoffes) haben.
  • Ich kann berechnen, wie viel Energie (in kJ) man benötigt, um an einem beliebigen Körper eine gewünschte Temperaturänderung hervorzurufen.

Heizwert

  • Ich kann Beispiele von Brennstoffen (auch Lebensmitteln) nennen und erläutern, dass man sie nach Heizwerten unterscheidet.
  • Ich kann darlegen, dass der Heizwert angibt, wie viel Wärmeenergie in einem Gramm oder Kilogramm eines Brennstoffes in chemischer Energie enthalten ist.
  • Ich kann angeben, dass der Heizwert in der Einheit J/g bzw. kJ/g und in Sonderfällen in der Einheit kJ/l oder kJ/m³ angegeben wird und kann diese Werte einer Tabelle entnehmen.
  • Ich kann berechnen, welche Temperaturänderungen an einem gegebenen Körper mit einer bestimmten Menge eines Brennstoffes maximal erreichbar sind.
  • Ich kann darlegen, wie man mit einer Waage, einem Thermometer, einem Topf mit Wasser und einer gegebenen Menge eines Brennstoffes dessen Heizwert bestimmen kann.

Leistung

  • Ich kann darlegen, dass man den Quotienten Energie/Zeit als Leistung P bezeichnet und dass die Einheit der Leistung 1 J/s = 1 W (Watt) ist.
  • Ich kann die Leistung eines Brenners berechnen, wenn ich z.B. weiß, dass er in einer bestimmten Zeit eine bestimmte Menge eines Brennstoffes verbraucht.
  • Ich kann die Leistung eines Tauchsieders berechnen, wenn ich z.B. weiß, dass er in einer bestimmten Zeit in einer bestimmte Menge Wasser eine bestimmte Temperaturänderung hervorruft.

Erhaltungsgesetz der Wärmeenergie und Wirkungsgrad

  • Ich kann darlegen, dass Wärmeenergie nicht verloren geht noch von selbst erzeugt werden kann.
  • Ich kann darlegen, dass der Wirkungsgrad der Quotient aus nutzbarer Energie und aufgebrachter Energie ist, das Formelzeichen h  besitzt und üblicherweise in Prozent angegeben wird.
  • Ich kann den Wirkungsgrad eines Brenners angeben, bei dem z.B. 30% der eingesetzten Energie an dem zu erhitzenden Topf vorbeiströmt.
  • Ich kann die nutzbare Leistung eines Brenners berechnen, wenn der Wirkungsgrad gegeben ist.
  • Ich kann ein Experiment beschreiben, um den Wirkungsgrad eines Brenners zu ermitteln.
  • Ich kann darlegen, dass bei einer Energieumwandlung die neue Energieform in der Regel weniger wert ist als die vorherige Energieform.

Phasenänderungen

  • Ich kann die Prozesse Schmelzen, Verdunsten, Verdampfen, Kondensieren, Erstarren und Sublimieren an Beispielen erläutern.
  • Ich kann einer Tabelle die Energiewerte entnehmen, die man benötigt um 1 g eines gegebenen Materials zu schmelzen bzw. zu verdampfen und weiß, dass diese Werte die Bezeichnung spezifische Schmelzwärme bzw. spezifische Verdampfungswärme (eines Stoffes) haben und kann entsprechende Berechnungen durchführen.
  • Ich kann erläutern, warum sich die Temperatur einer Glasscheibe, an der Dampf zu Wasser kondensiert, erhöht.
  • Ich kann erläutern, warum sich meine Haut abkühlt, wenn auf ihr eine Flüssigkeit verdunstet.
  • Ich kann darlegen, wie eine Kältemischung (Eis plus Salz) funktioniert.
  • Ich kann darlegen, wie ein Kühlschrank/ eine Wärmepumpe/ eine Klimaanlage funktioniert.
  • Ich kann berechnen, wie viel Energie man benötigt, um eine bestimmte Menge Wasser in Dampf zu verwandeln.
  • Ich kann berechnen, wie viel Brennstoff einer gegebenen Sorte man benötigt, um eine bestimmte Menge Eis aufzutauen.

Verhalten von Gasen / Wärmeenergiemaschinen

  • Ich kann beschreiben, wie sich ein Gas beim Abkühlen / beim Erwärmen verhält.
  • Ich kann erläutern, warum es eine tiefstmögliche Temperatur gibt, die nicht unterschritten werden kann und -273°C beträgt.
  • Ich kann erläutern, wie sich die Kelvinskala von der Celsiusskala unterscheidet.
  • Ich kann Werte aus der Celsiusskala in die Kelvinskala umwandeln bzw. umgekehrt.
  • Ich kann darlegen, wie man eine einfache Wärmeenergiemaschine baut, wenn man eine Gasspritze sowie ein Becken mit kaltem und ein Becken mit warmem Wasser zur Verfügung hat.
  • Ich kann das Prinzip einer Dampfmaschine, eines Explosionsmotors, eines Kraftwerks beschreiben und darlegen, welche Energieumwandlungsprozesse bei diesen Maschinen stattfinden.



Autorisation: Fachkonferenz Physik
Letzte Änderung: 16.12.2013