Ein Blick ins Innere der Körper

Ein Blick ins Innere der Körper
Physik Klasse 7

Fest, flüssig, gasförmig

Wir kennen feste, flüssige und gasförmige Körper.
Worin besteht der Unterschied zwischen fest, flüssig und gasförmig?
Dazu müssen wir mehr über das innere Gefüge der Körper wissen.

Die kleinsten Teilchen, Atome

Um zu untersuchen, woraus Körper im Inneren bestehen, zerlegen wir als erstes einen Körper.

Versuch:

Wir spannen einen Nagel ein und bearbeiten ihn mit der Feile.
Dabei beobachten wir, dass die Späne ebenfalls Eisenteilchen sind. Sie werden wie der Nagel von einem Magneten angezogen.

Gedankenexperiment:

Was würde geschehen, wenn wir die Eisenteilchen beliebig weiter zerkleinern könnten?
Darüber haben schon die Griechen vor über 2000 Jahren nachgedacht.
Sie kamen zu zwei verschiedenen Vorstellungen:

  1. Entweder gibt es kleinste Teilchen (Daher stammt das Word Atom. Es bedeutet nicht teilbar.)
  2. Oder es gibt keine kleinsten Teilchen, man kann beliebig oft teilen

Was stimmt nun?

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Existenz kleinster Teilchen experimentell nachgewiesen.
Wir wissen heute, alle Körper bestehen aus kleinsten Teilchen. Man nennt sie Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen, etc.
Wie groß sind die kleinsten Teilchen eigentlich?



Versuch:

Wir lösen etwas Zucker in Wasser auf. Während der Zucker sich auflöst, können wir beobachten, dass er sich in seine kleinsten Teilchen zerlegt. Diese vermischen sich mit den kleinsten Teilchen des Wassers. Zucker und Wasserteilchen sind so klein, dass man sie mit dem bloßen Auge nicht erkennen kann.

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Größenvorstellung und Anordnung der Atome

Größenvorstellung von Atomen:

Ein Punkt enthält ca. eine Billiarde 1015 Atome ( 1/2 Mio. pro Mensch).
Die Atome aus einem Fingerhut voll Wasser auf Stecknadelköpfe vergrößert, würde ganz Deutschland etwa 300 m hoch bedecken.

Wie sind die Teilchen in den Körpern angeordnet?

Versuche:

Wir verbiegen einen Nagel, was viel Kraft kostet.
Dann stecken wir den Nagel in ein Glas mit Sand.
Als nächstes stecken wir den Nagel in ein Glas gefrorenen Sand.
Wir öffnen eine Flasche Ammoniak.

Merke:

In Festkörpern haben die Teilchen bestimmte Plätze und halten sich darauf gegenseitig fest.
(Ein Nagel lässt sich nur mühsam verformen oder zerspanen).
In Flüssigkeiten können die Teilchen leicht gegeneinander verschoben werden.
(Wasser lässt sich sehr leicht umrühren).
In Gasen sind die Teilchen voneinander unabhängig und bewegen sich sehr schnell.
(Der Geruch einer Stinkbombe verteilt sich sehr schnell im ganzen Raum).

Zusammenfassung:

Alle Körper bestehen aus einzelnen Teilchen. Diese sind sehr klein; wir nennen sie daher Mikroteilchen (mikro = kleinst). In Festkörpern sitzen die Mikroteilchen an bestimmten Plätzen fest.  Dagegen können sie in Flüssigkeiten ihre Plätze wechseln. Und in Gasen können sie sich frei bewegen.



Zehnerpotenzen

Um eine Vorstellung von der Größe eines Wassermoleküls zu kommen, braucht man Zehnerpotenzen.
Theorie hierzu: Potenzen, Wurzeln und ihre Rechengesetze
Siehe auch Tabellen zum Umrechnen von Zehnerpotenzen, Längen, Flächen, Volumen.

Darstellung von Zahlen als Zehnerpotenz.

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Physikalische Größen dargestellt als 10er Potenzen

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Durchmesser eines Wassermoleküls:

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1 Liter Wasser enthält:

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Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Mechanik, Festkörper und Flüssigkeiten, darin auch Links zu Aufgaben.



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