Lösungen

Temperatur

a) Wie viele °C sind 150 K?

-123,15 °C

b) Wie viele K sind -150°C?

+123,15 °K

c) Wie viele K sind -0,15°C?

+273 °K

d) Wie ist die °C-Skala definiert (alle nötigen Angaben dazu angeben).

0 °C ist beim Smp. von Wasser, 100 °C ist beim Sdp. von Wasser

(unter Normalbedingungen). Dazwischen liegen 100 gleich grosse

Gradschritte, die nach oben und unten ausgeweitet werden

können.

e) Wieso gibt es einen absoluten Nullpunkt?

Wärme ist, wenn sich die Teilchen bewegen. Je kälter es ist,

desto langsamer bewegen sie sich. Wenn sie sich gar nicht mehr

bewegen ist der absolute Nullpunkt erreicht, es kann nicht noch

kälter werden. Weniger Bewegung als gar keine Bewegung ist

nicht möglich.

f) Weshalb steigt die Temperatur beim Erwärmen von Wasser

zwischen 60 °C und 70 °C proportional zur Zeit an?

(die Proportionalität begründen)

Die Proportionalität ist durch die Wärmekapazität begründet.

Wasser braucht eine bestimmte Energiemenge um sich um 1 °C

zu erwärmen (Wärmekapazität); diese Energie wird nach und

nach mit der Flammenwärme zugefügt. Pro Minute kann sich das

Wasser also nur um eine bestimmte Anzahl °C erwärmen.

Im Bereich zwischen 60 °C und 70 °C ist der Effekt der Wärme-

kapazität am besten ersichtlich, weil er nicht durch die Effekte

der Wärmeträgheit des Glases und der Verdampfungswärme

gestört wird.

g) Weshalb steigt die Temperatur nicht linear bis 120 °C an?

Bei 100 °C beginnt das Wasser zu sieden. Ab 100 °C muss die

zugefügte Energie zuerst in die Verdampfungswärme gesteckt

werden, bevor sie eine weitere Erwärmung bewirken kann.

h) Erklären Sie den Zusammenhang zwischen Verdampfungswärme und

Teilchenmodell.

[die Aufgabe c) ist mit dem Kap. 3.1 kombiniert]

Die Teilchen halten sich im flüssigen Zustand fest. Beim

Verdampfen müssen sie auseinander gerissen werden. Die

Energie, die es dafür braucht ist die Verdampfungswärme.