Physik Klasse 5
Wie funktioniert die Zentralheizung?
Der Brenner erwärmt das Wasser im Kessel.
Dieser steigt im Vorlaufrohr auf.
Daraufhin durchströmt es die Heizkörper und gibt die Wärme an die Zimmerluft ab.
Dabei sinkt die Wassertemperatur.
Dann fließt es durch das Rücklaufrohr wieder zum Kessel.
Da sich Wasser beim Erwärmen ausdehnt, ist ein Ausgleichsgefäß nötig. Die Pumpe sorgt für eine schnelle Umwälzung des Wassers.
Wie funktioniert Wärmeströmung?
Wenn ein Stoff an einer Stelle erwärmt wird, nimmt er die Wärme an einen anderen Ort mit und gibt sie dort wieder ab.
So gelangt die Wärme vom Heizkörper in das ganze Zimmer.
Warmes Wasser ist leichter als kaltes. Deshalb steigt es in einem Gefäß auf. Dabei nimmt es Wärme mit. Ein solcher Wärmetransport kann auch durch Luft erfolgen. Bei der Wärmeströmung bewegt sich Wärme also „Huckepack“ mit einer Flüssigkeit oder einem Gas.
Schülerversuch:
Schalte eine Herdplatte ein. Halte eine brennende Zigarette über die kalte, dann über die heißte Herdplatte. Beobachte, wie die Luftströmung durch Rauch deutlich wird!
Es gibt viele Beispiele für Wärmeströmung in der Natur:
Land und Meerklima
Golfstrom
Autokühlung
Fallen dir noch weitere ein?
Wärmestrahlung, Wärmedämmung
Wozu benötigt man einen Sonnenschirm?
Wie kommt die Wärme von der Sonne zur Erde?
Schülerversuch:
Strahle Gegenstände unterschiedlicher Farbe mit einer Glühlampe an! Welche erwärmen sich mehr, welche weniger?
Wärmestrahlung:
Bei Wärmestrahlung breitet sich Wärme aus, ohne dass ein Stoff zur Übertragung vorhanden sein muss. Wenn eine Quelle Wärme abstrahlt, nehmen dunkle Flächen einen Großteil der Wärme auf. Die Flächen erwärmen sich dabei. Das nennt man absorbieren. Helle und glänzende Flächen werfen fast alle zugestrahlte Wärme zurück, Man sagt: Die Flächen reflektieren die Wärme. So sind schwarze Autos im Sommer heißer als weiße.
Was passiert, wenn man im Winter ein Zimmer aufheizt und dann die Heizung wieder abstellt?
Wegen der Wärmeleitung durch Wände, Decken, Türen und Fenster kühlen sich Räume wieder ab. Auch wegen der Wärmeströmung durch Türritzen und undichte Fenster kühlen sich Räume ab. Auch Wärmestrahlung durch die Fenster lässt den Raum abkühlen.
Wärmedämmung:
Wohnräume verlieren Wärme durch Wärmeleitung, durch Wärmemitführung oder durch Wärmestrahlung.
Was kann man deshalb tun, um den Wärmeverlust möglichst gering zu halten?
Man kann Wände, Türe, Fenster und Zimmerdecken abdichten. Das nennt man Wärmeisolierung.
Wie funktioniert eine Thermosflasche?
Die Thermosflasche besteht aus zwei Flaschen. Der Raum dazwischen ist luftleer, das nennt man Vakuum. Welchen Sinn hat das?
Das Glas des inneren Behälters ist verspiegelt. Warum?
Ein Ziel dieses Schülerversuchs bzw. dieser Schülerversuche ist es, die Teilnehmenden für das Thema Wärme zu sensibilisieren und ihnen die verschiedenen Wege aufzuzeigen, über die sie entweichen kann. Dies ist auch aus ökologischen Gründen wichtig, denn dadurch bekommen die Schüler frühzeitig ein Gefühl für den Umweltschutz. Gleichzeitig lernen sie Wege kennen, die jeder einzelne leisten kann. Dabei sollte man natürlich auch auf den Zweck (bei Hallenheizungen hat man einen anderen Ansatz als im privaten Haushalt).
Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Elektrizität und Wärme darin auch Links zu Aufgaben.
