Wärmelehre

Das Wichtigste kurz erklärt

Wärmelehre in 4 Schritten – mit Beispielen.

1. Wärme & Temperatur

   Wärme ist eine Energieform und fließt immer von warm nach kalt. Gemessen wird die Temperatur (Thermometer).

   absoluter Nullpunkt: −273 °C

2. Grundgleichung

   Q = c · m · ΔT. c ist die spezifische Wärmekapazität (Stoffeigenschaft), ΔT die Temperaturänderung.

   Wasser c = 4,2 kJ/(kg·°C) 2 kg um 10 °C: Q = 4,2·2·10 = 84 kJ

3. Wärmespeicher Wasser

   Wasser hat eine besonders große Wärmekapazität und speichert daher viel Wärme.

4. Anomalie des Wassers

   Wasser hat bei 4 °C die größte Dichte – deshalb schwimmt Eis und Seen frieren von oben zu.

   Eis ist leichter als flüssiges Wasser

Übungsaufgaben mit Lösungen

10 Beispielaufgaben aus diesem Thema – erst selbst überlegen, dann die Lösung aufklappen.

1. Die Grundgleichung der Wärmelehre lautet …

   • AQ = c · m · ΔT
   • BQ = c + m
   • CQ = m : T
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   Richtig: A – Q = c · m · ΔT

   Wärme = Wärmekapazität · Masse · Temperaturänderung.

2. Für 1 kg Wasser um 1 °C braucht man rund ___ kJ.Antwort: kJ

   Lösung anzeigen

   Lösung: 4,2

   c(Wasser) ≈ 4,2 kJ/(kg·°C).

3. Warum schwimmt Eis auf Wasser?

   • AEis ist wärmer
   • BEis hat eine kleinere Dichte als flüssiges Wasser
   • CEis ist schwerer
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   Richtig: B – Eis hat eine kleinere Dichte als flüssiges Wasser

   Folge der Anomalie des Wassers.

4. Der absolute Nullpunkt liegt bei etwa ___ °C.Antwort: °C

   Lösung anzeigen

   Lösung: −273

   0 Kelvin = −273 °C.

5. Warum bleibt die Temperatur beim Schmelzen von Eis bei 0 °C, obwohl man weiter heizt? Wähle die Begründung.

   • Aweil das Thermometer kaputt ist
   • Bweil Eis keine Energie aufnimmt
   • Cdie zugeführte Energie wird zum Aufbrechen der festen Struktur gebraucht
   Lösung anzeigen

   Richtig: C – die zugeführte Energie wird zum Aufbrechen der festen Struktur gebraucht

   Schmelzwärme statt Temperaturanstieg.

6. In welche Richtung fließt Wärme von selbst?

   • Avon kalt nach warm
   • Bim Kreis
   • Cvon warm nach kalt
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   Richtig: C – von warm nach kalt

   Wärme fließt zum kälteren Körper.

7. Was geschieht mit Stoffen beim Erwärmen?

   • Asie ziehen sich zusammen
   • Bsie werden kalt
   • Csie verschwinden
   • Dsie dehnen sich aus
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   Richtig: D – sie dehnen sich aus

   Wärme dehnt Stoffe aus.

8. Welcher Aggregatzustand entsteht beim Erwärmen von festem Eis?

   • Aflüssig (schmelzen)
   • Bes bleibt fest
   • Cgasförmig sofort
   • Des verschwindet
   Lösung anzeigen

   Richtig: A – flüssig (schmelzen)

   Fest → flüssig (schmelzen).

9. Was braucht eine größere Temperaturerhöhung ΔT?

   • Amehr Wärme
   • Bweniger Masse
   • Cweniger Wärme
   • Dgar keine Wärme
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   Richtig: A – mehr Wärme

   Q steigt mit ΔT.

10. Weshalb kühlt Schwitzen den Körper?

    • Aweil verdunstendes Wasser der Haut Wärme entzieht
    • Bweil er nass ist
    • Cweil Schweiß den Körper grundsätzlich von innen heraus zusätzlich aufheizt
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    Richtig: A – weil verdunstendes Wasser der Haut Wärme entzieht

    Verdunstung entzieht Wärme.

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