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    Unterrichtsmaterial    Wärmelehre

    Wärmelehre

    Die Wärmelehre – auch Thermodynamik genannt – ist ein Teilgebiet der Physik. Sie beschäftigt sich unter anderem mit Energieumwandlungen, der Zufuhr und Abgabe von Wärme und der Temperatur von Körpern sowie den damit einhergehenden Temperatur- und Volumenänderungen. Auch die Aggregatzustände spielen eine wichtige Rolle. Die Thermodynamik ist von zentraler Bedeutung in der Entwicklung von Motoren und Dampfmaschinen.

    Unsere Unterrichtsmaterialien zur Wärmelehre der Physik enthalten unter anderem:

    • Arbeitsblätter inklusive Testfragen und Aufgaben mit Lösungen als PDF.
    • Vorschläge und Durchführungsanleitungen für Experimente zu Themen wie der spezifischen Wärmekapazität.
    • Informationen zur praktischen Anwendung der Wärmelehre heutzutage, unter anderem in der Klimaforschung.
    • Alltagsnahe und altersgerechte Aufbereitung der Thematik zum Beispiel durch Phänomene aus der Natur.
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    Klassenstufe
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    Wärme, Temperatur und Energieübertragung

    Wärme, Temperatur und Energieübertragung

    Was ist Wärme physikalisch betrachtet? Und welche Formen und Auswirkungen der Wärmeübertragung gibt es? Verschiedene Gruppenpuzzles und einfache Experimente führen motivierend in das Thema ein. Dabei wird sowohl auf die verschiedenen Temperaturskalen als auch auf Ausdehnung bei Temperaturerhöhung, Änderung der thermischen Energie und weitere Effekte der Wärmelehre eingegangen. » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 7/8
    • Gymnasium
    SI-Einheiten und Temperaturskalen

    SI-Einheiten und Temperaturskalen

    Das Internationale Einheitensystem (Système International d’Unités), kurz SI, bildet eine entscheidende Grundlage für die Messung physikalischer Größen, die uns im täglichen Leben begegnen. Es besteht aus sieben SI-Einheiten, die jeweils auf physikalischen Konstanten basieren. Dieser Beitrag unterstützt Lernende dabei, ein besseres Verständnis für die SI-Einheiten zu entwickeln, insbesondere im Hinblick auf die Temperatur und die verschiedenen Temperaturskalen. Durch eine Vielzahl von praxisnahe... » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 9/10
    • Berufliche Schulen/Gymnasium/Mittlere Schulformen
    Wärmepumpe

    Wärmepumpe

    Im März 2023 hat die Bundesregierung angekündigt, den Ausbau von Wärmepumpen massiv erhöhen zu wollen. Ab 2024 sollen pro Jahr mindestens 500.000 neue Wärmepumpen installiert werden, sodass bis zum Jahr 2030 mindestens sechs Millionen Wärmepumpen in Betrieb sind. Doch nach welchem physikalischen Prinzip funktioniert eine Wärmepumpe? Und welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad? » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 11/12/13
    • Gymnasium
    Grundlagen der Wärmelehre

    Grundlagen der Wärmelehre

    In diesem Unterrichtsmaterial werden grundlegende Inhalte zur Wärmelehre vermittelt. Gehen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern der spannenden Frage nach, was Wärme eigentlich ist, und was physikalisch dahintersteckt. Mehrere Gruppenpuzzles und Schülerexperimente führen in didaktisch wertvoller Weise in das Thema ein und binden die Jugendlichen sinnvoll in den Lernprozess ein. Dabei wird sowohl auf die verschiedenen Temperaturskalen als auch auf Ausdehnung bei Temperaturerhöhung, Änderung der... » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 8/9/10
    • Berufliche Schulen/Gymnasium/Mittlere Schulformen
    Wärmekapazität von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen

    Wärmekapazität von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen

    Die spezifische Wärmekapazität ist eine der wichtigsten Stoffgrößen der Wärmelehre. Sie gibt an, wie viel Wärmeenergie einem Kilogramm eines Stoffes zugeführt werden muss, damit sich seine Temperatur um ein Kelvin erhöht. Die Schülerinnen und Schüler werden in dieser Unterrichtssequenz anhand von Arbeitsblättern und Beispielen an die Thematik der Wärmelehre herangeführt. Eine Lernerfolgskontrolle zum Abschluss der Einheit bietet die Möglichkeit, die Lernfortschritte der Schülerinnen und Schüler ... » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 10/11/12
    • Berufliche Schulen/Gymnasium
    Landwind, Seewind und der Golfstrom

    Landwind, Seewind und der Golfstrom

    Wie entsteht Wind? Am Beispiel der Verhältnisse an der Küste wird die Entstehung von Land- und Seewind als lokales Klimaphänomen erklärt. Die Schülerinnen und Schüler erfahren dabei die Aussagekraft der Gleichung für die Wärmemenge durch zielgerichtete Interpretation der Einflussgrößen wie spezifische Wärmekapazität oder Temperatur. Parallel wird schrittweise das Modell eines geschlossenen Energiekreislaufs eingeführt. Dieses Modell wird auf die Verhältnisse im Golfstrom als globales Phänomen üb... » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 8/9/10
    • Berufliche Schulen/Gymnasium
    Normales Wasser

    Normales Wasser

    Ob in der Sauna, beim Baden im Meer oder als Schnee und Eis im Winter: Wasser ist allgegenwärtig und scheint uns völlig vertraut und daher ganz normal zu sein. Doch wirft man einen zweiten, forschenden Blick auf diesen lebensnotwendigen Stoff, wird schnell klar, dass sich Wasser in seinen Eigenschaften von anderen Flüssigkeiten ganz erheblich unterscheidet. Von den überraschenden Konsequenzen, die daraus folgen, handelt dieser Beitrag. » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 8/9
    • Berufliche Schulen/Gymnasium
    Teilchenstrahlen in Gasen

    Teilchenstrahlen in Gasen

    Eine Nebelkammer ist meist mit einem übersättigten Luft-Alkohol-Gemisch gefüllt. Wenn ein energiereiches, geladenes Teilchen das Gas durchquert, erzeugt es durch Stoßionisation zahlreiche Ionen, die einzeln als Kondensationskerne für die Bildung feinster Tröpfchen verantwortlich sind. In ihrer Gesamtheit bilden sie eine sichtbare Spur, einen Kondensstreifen. » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 11/12
    • Gymnasium
    Grundlagen des Treibhauseffekts

    Grundlagen des Treibhauseffekts

    Sintflutartige Überschwemmungen, Erdrutsche, Sturmkatastrophen und Sturmfluten an den Küsten, Hitzewellen in den gemäßigten Breiten und Dürreperioden, winterliche Niederschläge, die z. B. im Alpenraum zunehmend als Regen statt Schnee fallen – sind dies Folgen oder Vorboten des Klimawandels? Bei jeder Naturkatastrophe werden Klimaforscher mit dieser Frage konfrontiert. Gehen Sie mit Ihren Schülern den Ursachen von Treibhauseffekt und Klimawandel auf den Grund. » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 12/13
    • Gymnasium
    Die Sonnenenergie

    Die Sonnenenergie

    In dieser Reihe lernen Ihre Schüler die drei Komponenten der Sonnenenergie aus dem elektromagnetischen Spektrum kennen: Wärmeenergie, sichtbares Licht und ultraviolette Strahlung. Sie erkunden, wie wir die Sonnenenergie nutzen und welche Gefahren von der Sonnenstrahlung für unsere Gesundheit ausgehen. » mehr

    • Physik
    • Klassenstufe 5/6
    • Mittlere Schulen/Gymnasium
    • 1
    • 2

    Physik: Die Wärmelehre im Unterricht

    Temperatur und Wärme sind zentrale Aspekte der physikalischen Wärmelehre, die in allen Bundesländern Teil des Physik-Lehrplans ist. Schüler:innen sollen verstehen wie sich die Zufuhr und Abgabe von Wärme auf Körper und Aggregatszustände auswirkt. Zentrale Beobachtungen sind Temperatur- und Volumenänderungen.

    Das Unterrichtsmaterial von RAAbits Online erklärt Schüler:innen die Inhalte praxisorientiert und alltagsnah. Die Klasse soll die wichtigsten Stoffgrößen und Gesetze der Thermodynamik erlernen. Um die Inhalte leichter zu verstehen, können einfache Experimente zur Veranschaulichung im Unterricht durchgeführt werden. Anleitungen zu den Experimenten finden sich in den jeweiligen Unterrichtseinheiten. Die Arbeitsblätter zur Wärmelehre eignen sich je nach Thematik für unterschiedliche Klassenstufen von Klasse 5 bis zur Oberstufe und enthalten unter anderem Aufgaben und Lösungen als PDF.

    Die Grundlagen der Thermodynamik

    Bereits in der 5. Und 6. Klasse bietet es sich an in die Grundlagen der Wärmelehre einzusteigen. Ein gut geeignetes Thema ist die Sonnenenergie, da diese auch für junge Schüler:innen greifbar ist. In den dafür konzipierten Unterrichtseinheiten lernen die Schüler:innen die Komponenten der Sonnenenergie aus dem elektromagnetischen Spektrum – Wärmeenergie, sichtbares Licht und ultraviolette Strahlung – kennen. Ziel ist es der Klasse Wärmetransportarten, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeschutz näher zu bringen und sie für die Gefahren der Sonnenstrahlung zu sensibilisieren.

    Die Rolle des Wassers in der Wärmelehre

    Wasser spielt eine zentrale Rolle in der Thermodynamik und unserem alltäglichen Leben. Während es im Alltag selbstverständlich als Getränk, zum Duschen, als Regen oder Schnee auftritt, ist Wasser als Stoff in der Wärmelehre sehr besonders.

    Im Gegensatz zu anderen Stoffen hat Wasser besondere Eigenschaften, die durch Wärme beeinflusst werden. So verfügt es über eine große spezifische Wärmekapazität , eine große spezifische Schmelz- und Verdampfungswärme sowie eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Oberflächenspannung. Charakteristisch ist auch die Dichteanomalie von Wasser. Ziel der Unterrichtseinheiten zum Stoff Wasser in der Wärmelehre ist das Verständnis des Teilchenmodells, der spezifischen Eigenschaften von Wasser in seinen Aggregatszuständen sowie der Anomalie des Wassers. Die Unterrichtsinhalte können mit Schülerversuchen, die in den Unterrichtsmaterialien erklärt werden, untermauert und veranschaulicht werden. Die Arbeitsblätter rund um den Stoff Wasser eignen sich je nach Themenschwerpunkt ideal für Physik in Klasse 8 und 9 oder in der Oberstufe.

    Anwendungsbeispiele der Wärmelehre

    Um die Thermodynamik praxisnah in der Klasse zu besprechen und die wichtigsten Grundlagen zu erlernen, werden in den Unterrichtsmaterialien immer wieder Alltagsbeispiele und Anwendungen der physikalischen Erkenntnisse besprochen. So bietet eine Projekt- oder Gruppenarbeit ideale Voraussetzungen zur Erarbeitung von Inhalten rund um die Thematik Wetter in Physik in den Klassen 7 und 8. Ziel dieser Einheit ist ein Verständnis für Klimaelemente und Klimafaktoren, die Fähigkeit Wetterdaten korrekt zu lesen und zu interpretieren sowie ein tieferes Verständnis für die Thematik durch das Bauen von einfachen Messgeräten zu erhalten.

    Zur Vertiefung der praktischen Bedeutung der Wärmelehre in höheren Klassenstufen eignen sich die Arbeitsblätter zum Thema Klimawandel und Treibhauseffekt. Schüler:innen erlernen neben fachlichem Wissen rund um Temperatur, elektromagnetische Strahlung und Strahlungsgesetze auch Kompetenzen in der Bearbeitung von Sachtexten wie das Extrahieren wichtiger Informationen aus komplexen Fachtexten. Auch die Unterscheidung von Fachsprache und Alltagssprache spielt hier eine Rolle.

    Das Gasgesetze

    Die Gasgesetze nach Boyle-Mariotte, Gay-Lussac und Amontons beschreiben das thermische Verhalten von Gasen und sind ebenfalls zentraler Bestandteil der Wärmelehre in der Physik. Das Verhalten von Gasen erlernen die Schüler:innen in einfachen Experimenten sowie mithilfe von Arbeitsblättern, die Aufgaben und Lösungen als PDF bieten kennen. Das erlernte Wissen sorgt für ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise von Kühlschränken und Dampfmaschinen, wodurch wieder eine Praxisnähe geschaffen wird. Die Thematik wird in den Klassen 8 und 9 behandelt.

    Unterrichtsmaterial

    • Grundschule
    • Arbeitslehre
    • Biologie
    • Biologie Interaktiv
    • Biologie Multimedia
    • Biologie Oberstufe+
    • Chemie
    • Chemie Experimente
    • Chemie Interaktiv
    • Chemie Oberstufe+
    • Deutsch
    • Deutsch Oberstufe+
    • Deutsch Interaktiv
    • Deutsch als Fremdsprache
    • Englisch
    • Englisch Interaktiv
    • Englisch Oberstufe+
    • Englisch Viewing & Listening Comprehension
    • Erdkunde
    • Erdkunde Interaktiv
    • Erdkunde Multimedia
    • Erdkunde Oberstufe+
    • Ethik
    • Ethik Multimedia
    • Französisch
    • Französisch Hör- und Hör-Seh-Verstehen
    • Französisch Interaktiv
    • Französisch Oberstufe+
    • Geschichte
    • Geschichte Oberstufe+
    • Geschichte Interaktiv
    • Informatik & Medienbildung
    • Kunst
    • Latein
    • Latein Interaktiv
    • Latein Oberstufe+
    • Mathematik
    • Mathematik Interaktiv
    • Mathematik Multimedia
    • Mathematik Oberstufe+
    • Musik
    • Methoden
    • Naturwissenschaften & Technik
    • Pädagogik & Psychologie
    • Politik & Wirtschaft
    • Politik & Wirtschaft Interaktiv
    • Politik & Wirtschaft Multimedia
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    • Physik Oberstufe+
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    • Spanisch Interaktiv
    • Sport
    • Naturwissenschaften & Technik Interaktiv
    • Naturwissenschaften & Technik Multimedia

    Schulleitung

    Lehrerleben

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