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Temperatur 05:06 min

Textversion des Videos

Transkript Temperatur

Hallo! Heute wollen wir uns mit der Temperatur und ihrer Messung beschäftigen. Temperaturen kennen wir schon aus dem Alltag. Zum Beispiel kann eine Herdplatte heiß sein, die Luft draußen kalt oder das Wasser in der Badewanne warm. Aber: Ist denn das, was wir als Temperatur wahrnehmen überhaupt objektiv? Nein, denn die Luft draußen fühlt sich z. B. kälter an, wenn es windig ist. Deshalb wird im Wetterbericht auch oft von der gefühlten Temperatur gesprochen. Und das Wasser in der Badewanne fühlt sich wärmer an, wenn uns vorher kalt war. Der Grund dafür ist ganz einfach: In Wirklichkeit fühlen wir überhaupt nicht, wie warm ein Körper ist. Wir fühlen nur, wie viel Wärmeenergie er in einer bestimmten Zeit an uns überträgt und intuitiv nennen wir das Temperatur. Denn: Wenn 2 Körper Wärme austauschen können, dann tun sie das auch, und zwar so lange, bis beide die gleiche Temperatur haben. Haben wir z. B. einen Körper, der am Anfang 50° warm ist und einen, der am Anfang 20° warm ist und die beiden berühren sich, dann wird der wärmere solange Wärmeengergie, hier mit Q abgekürzt, an den kälteren abgeben, bis beide eine mittlere Temperatur von ca. 35° erreicht haben. Und genauso funktioniert das auch, wenn wir uns in die Badewanne legen. Ist unsere Haut vorher sehr kalt, gibt das Wasser der Badewanne sehr viel Wärmeenergie an unsere Haut ab und das Wasser erscheint uns wärmer. Ist unsere Haut dagegen vorher schon ziemlich warm, gibt das Wasser weniger Energie an uns ab, denn es muss ja keine so große Temperaturdifferenz ausgleichen, also erscheint es uns kühler. So etwas Ähnliches passiert, wenn es draußen windig ist. Weil dann sehr viel Luft an unserer Haut vorbei strömt, gibt die Haut immer wieder Wärme an neue Luft ab, muss also immer eine große Temperaturdifferenz ausgleichen. Wir verlieren also mehr Wärme und haben dadurch das Gefühl, es sei kälter. Aber was bedeutet denn Temperatur nun objektiv betrachtet? In Wirklichkeit ist die Temperatur ein Maß für die innere Energie eines Körpers. Stellen wir uns vor, ein Körper besteht aus vielen kleinen Teilchen. Dann können diese an ihrem Platz im Körper sich ein wenig bewegen, z. B. hin und her schwingen. Bewegen sie sich nur sehr wenig hin und her, sind also ihre Geschwindigkeiten klein, hat der Körper eine kleine innere Energie, das heißt, er ist kalt. Bewegen sich die Teilchen in seinem Inneren ganz schnell, ist die innere Energie groß und die Temperatur ist deshalb auch groß. Im Allgemeinen gilt: Je größer die innere Energie eines Körpers ist, das heißt, je größer die Geschwindigkeiten der Teilchen in seinem Inneren sind, desto größer ist seine Temperatur. Und wie können wir die Temperatur nun objektiv messen? Ganz einfach, wir benutzen ein Thermometer, denn Thermos, das ist griechisch für Wärme und Meter, das ist das Wort für ein Messgerät, und auf dem Thermometer brauchen wir eine Celsiusskala. Ein Thermometer besteht aus einem Reservoir mit einer Messflüssigkeit. Früher war das normalerweise Quecksilber, heute verwendet man Flüssigkeiten, die weniger giftig sind. In einem Steigröhrchen kann das Quecksilber sich ausdehnen, und je nachdem, wie weit es sich ausdehnt, erreicht es eine bestimmte Höhe. Diese Höhe misst man anhand einer Skala. Dabei ist definiert, dass 100°C die Temperatur ist, bei der Wasser anfängt zu kochen und 0°C, der Gefrierpunkt von Wasser. Dazwischen ist die Skala einfach in 100 gleich große Stücke aufgeteilt, jedes von ihnen beträgt genau 1°C. Fassen wir den Inhalt dieses Videos noch einmal kurz zusammen: Wichtig ist, sich zu merken, dass Menschen mit ihrer Haut nur messen, wie viel Wärmeenergie auf sie übertragen wird. Die Temperatur dagegen ist ein Maß für die innere Energie eines Körpers. Wir können sie messen, indem wir ein Thermometer verwenden, auf dem wir eine Celsiusskala eingetragen haben.   Soviel zum Thema Temperatur! Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!

28 Kommentare
  1. Img 0293

    Nice!

    Von Finian Beeck, vor 8 Monaten
  2. Karsten

    @Niewerth 1,
    es stimmt, das hier fachsprachlich "sieden" richtig ist.
    Die entsprechende Stelle im Video wurde mit einem Zeitleistenkommentar versehen.

    Von Karsten Schedemann, vor 9 Monaten
  3. Default

    Wasser siedet!

    Von Niewerth 1, vor 9 Monaten
  4. %d0%98%d0%b7%d0%be%d0%b1%d1%80%d0%b0%d0%b6%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5 262

    ach du ####### muss man das können?

    Von Emilia D., vor etwa einem Jahr
  5. Default

    Warum ist deine Stimme so hoch?

    Von Eva Rathje, vor mehr als einem Jahr
  1. Karsten

    @Susann,

    funktioniert bei mir tadellos.

    Welches Programm nutzt du denn, um unsere Seite anzuzeigen?
    Firefox, Chrome, Explorer?

    Von Karsten Schedemann, vor etwa 2 Jahren
  2. Default

    Bei Frage 3 gehen immer die letzten 2 Paare nicht zu verbinden. Warum?

    Von Susann Auerbach, vor etwa 2 Jahren
  3. Karsten

    @Luft
    Danke für den Hinweis,
    die Stelle wurde korrigiert.

    Von Karsten Schedemann, vor etwa 2 Jahren
  4. Default

    Hallo liebe Tutoren, ich glaube im zweiten Satz der fünften Aufgabe "Das bedeutet, dass wir unsere Körpertemperatur immer konstant bei ca. 36°C liegen sollte." hat sich ein Schreibfehler eingeschlichen. Das "wir" ist wohl zu viel.

    Mit freundlichen Grüßen, Julian ;-)

    Von Julian L., vor etwa 2 Jahren
  5. Unbenannt

    Hat mir sehr geholfen ich habe in der Leistungskontrolle ne 1- geschrieben :)

    Von I Fresh Man, vor fast 3 Jahren
  6. Default

    Hat wirklich sehr geholfen . Jetzt bin ich für die Klassenarbeit
    gut ausgerüstet

    Von Lea Baumann, vor etwa 3 Jahren
  7. Default

    LOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLOLO!!!!!!!!!

    Von Lippiherzog, vor etwa 3 Jahren
  8. Karsten

    @Julio2610,

    du hast recht, das heutzutage von der Verwendung von Quecksilber abgesehen wird. Heute Verwendet man entweder Bi-Metall-Thermometer, Thermowiderstände oder ein eingefärbtes Alkoholgemisch.

    Von Karsten Schedemann, vor etwa 3 Jahren
  9. Default

    Ich dachte in ein Thermometer wird kein Quecksilber mehr abgefüllt.
    Eher eine weniger giftige Messflüssigkeit

    Von Julio2610, vor etwa 3 Jahren
  10. Default

    Echt sehr hilfreich!

    Von Richter Susann 1, vor etwa 3 Jahren
  11. Default

    Wasser siedet doch. Gekocht wird in der Küche!

    Von Niewerth 1, vor mehr als 3 Jahren
  12. Default

    Hab es jetzt auch verstanden

    Von Dustin K., vor fast 4 Jahren
  13. Default

    Das Video hat mir sehr geholfen noch mal die Grundlagen zur Wärmelehre zu wiederholen. Vielen Dank es ist echt toll!!!

    Von Sonnenschein2001, vor fast 4 Jahren
  14. Img 6787

    echt gutes video :) vlt kann man ja noch die fragen erweitern um feststellen zu können das man auch wirklich alles verstanden hat :)

    Von Nelly 1, vor mehr als 4 Jahren
  15. Default

    ja, das stimmt ;-)
    aber TOP

    Von Carlos A Velasco, vor mehr als 4 Jahren
  16. Default

    So ein tolles Video, nur,das Wasser siedet (Kochen können wir in der Küche).

    Von Niewerth 1, vor mehr als 4 Jahren
  17. Default

    cool

    Von Boabang, vor mehr als 4 Jahren
  18. Default

    Danke,cooles Video und gut erklärt

    Von Lilli k., vor fast 5 Jahren
  19. Default

    cool sehr gut verstanden

    Von Melis@, vor etwa 5 Jahren
  20. Default

    Cool etwas schnell aber ich hab's verstanden•••Danke•••
    :D

    Von Deleted User 131712, vor mehr als 5 Jahren
  21. Default

    sehr gutes video

    Von Selmana, vor fast 8 Jahren
  22. Default

    gut zu verstehen

    Von Selini, vor etwa 8 Jahren
  23. Default

    gut zu verstehen

    Von Selini, vor etwa 8 Jahren
Mehr Kommentare

Temperatur Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Temperatur kannst du es wiederholen und üben.

  • Gib an, welche Temperatur die beiden sonst identischen Körper nach dem Temperaturausgleich besitzen.

    Tipps

    Der Körper mit der höheren Ausgangstemperatur gibt Energie in Form von Wärme an den Körper mit der geringeren Ausgangstemperatur ab.

    Verringert sich die Temperatur des einen Körpers um einen bestimmten Wert, so erhöht sich die Temperatur des anderen Körpers um genau diesen Wert.

    Die Übertragung von Energie in Form von Wärme endet, sobald beide Körper dieselbe Temperatur besitzen.

    Lösung

    Der Körper mit der höheren Temperatur gibt Energie in Form von Wärme an den Körper mit der geringeren Temperatur ab. Das bedeutet, dass der linke Körper seine Temperatur verringert und die Temperatur des rechten Körpers zunimmt.

    Da beide Körper aus dem selben Stoff bestehen und gleich groß sind, gilt: Verringert der linke Körper seine Temperatur um einen bestimmten Wert, so erhöht der rechte Körper seine Temperatur um genau denselben Wert. Die Endtemperatur beider Körper ist demnach genau der Mittelwert aus beiden Ausgangstemperaturen:

    $\frac {50°C+20°C} {2}=\frac {70°C} {2}=35°C$.

  • Beschreibe den Begriff Temperatur objektiv.

    Tipps

    Finde zunächst jeweils Satzanfang und Satzende.

    Gliedert sich der Satz in Satzteile?

    Der Satzanfang des zweiten und dritten Satzes ist gleich.

    Lösung

    In der Physik wird versucht, die Umwelt möglichst objektiv zu beschreiben. Das heißt, dass alle Größen so definiert werden, dass jede Beobachtung oder jeder Versuch immer dasselbe Resultat liefert.

    Soll also die Temperatur eines Körpers angegeben werden, muss dies unabhängig vom Beobachter geschehen. Subjektive Eindrücke sind hier darum nicht hilfreich. Objektiv wird die Temperatur nur durch die Eigenschaften des Körpers selbst beschrieben.

    Die innere Energie eines Körpers stellt man sich am besten mit Hilfe der Teilchen im Innern des Körpers vor. Je schneller sich diese bewegen, desto größer ist die innere Energie eines Körpers und somit auch seine Temperatur.

  • Benenne die Bestandteile, aus denen ein normales Thermometer wie in der Abbildung besteht.

    Tipps

    Welche Bestandteile erkennst du in der Abbildung?

    Wie funktioniert das gezeigte Thermometer?

    Insgesamt gibt es vier wesentliche Bestandteile.

    Lösung

    Ein normales Thermometer wie in der Abbildung wird als Flüssigkeitsthermometer bezeichnet. Die Temperatur wird durch das Ausdehnungsverhalten der Flüssigkeit im Thermometer ermittelt. Je wärmer die Flüssigkeit wird, desto stärker dehnt sie sich aus. In der Abbildung ist die Flüssigkeit blau, typischerweise wird dafür heutzutage ein Alkohol verwendet.

    Bei sehr niedrigen Temperaturen befindet sich die Flüssigkeit nur im unteren, kugligen Bereich des Thermometers, dem Reservoir. Je wärmer sie wird, desto höher steigt sie in dem Steigröhrchen an. Zum Ablesen der Temperatur wird die Skala (hier auf der linken Seite des Thermometers) benötigt. Sie ist geeicht, wird also bei der Celcius-Skala durch zwei Fixpunkte (Gefrierpunkt und Siedepunkt von Wasser) festgelegt.

  • Erkläre, weshalb die subjektive Wahrnehmung der Temperatur für uns sinnvoll ist.

    Tipps

    Wie regiert der menschliche Körper, um eine gleichbleibende Temperatur im Inneren zu gewährleisten?

    Lösung

    Nicht nur der Mensch ist ein Warmblüter. Alle anderen Säugetiere sowie die Vögel halten ebenfalls eine konstante Körpertemperatur. Bei Katzen und Hunden liegt die normale Körpertemperatur zwischen 38°C und 39°C, bei Vögeln kann sie sogar 40°C betragen. Körpertemperaturen über 40°C werden für alle diese Lebewesen gefährlich, weil der Kreislauf versagt und die Eiweiße im Körper beginnen, sich zu verändern.

  • Erkläre die Ergebnisse des gezeigten Versuchs zum Temperaturausgleich.

    Tipps

    Eine Kugel besitzt zu Versuchsbeginn in der Regel eine Temperatur, die höher als die Endtemperatur von 40°C ist, die zweite Kugel eine Temperatur, die niedriger ist.

    Die Endtemperatur ist der Mittelwert aus den beiden Ausgangstemperaturen.

    Die Ausgangstemperaturen müssen so gewählt werden, dass ihre Summe geteilt durch 2 gleich 40°C ergibt.

    Lösung

    Die Endtemperatur liegt in der Regel zwischen den Ausgangstemperaturen der beiden Kugeln. Eine Kugel besitzt eine höhere Temperatur als die andere Kugel. Sie gibt nun so lange Energie in Form von Wärme an die andere Kugel ab, bis sich ein Temperaturgleichgewicht einstellt. Dieses liegt genau in der Mitte zwischen den beiden Ausgangstemperaturen.

    Besitzt eine Kugel vor Versuchsbeginn beispielsweise eine Temperatur von 70°C, so muss die zweite Kugel eine Temperatur von 10°C besitzen, damit sich an beiden Kugeln eine Endtemperatur von 40°C einstellt: $\frac {70°C+10°C} {2}=\frac {80°C} {2}=40°C$.

    So ideal werden die Versuchsergebnisse von Lisa und Maike aber wahrscheinlich nicht sein. Sobald die Kugeln aus ihrem jeweiligen Wasserbad entfernt werden, geben sie entweder Energie an die Umgebung ab oder werden von der Umgebung zusätzlich erwärmt. Metallkugeln haben die beiden sich übrigens deshalb ausgesucht, weil diese gute Wärmeleiter sind. Dadurch dauert der Versuch nicht so lange.

  • Sage das Ergebnis des Experiments zur subjektiven Temperaturwahrnehmung voraus.

    Tipps

    Die Versuchsperson wird nach ihrer subjektiven Wahrnehmung gefragt.

    Wie groß ist die Temperaturdifferenz zwischen Haut und Wasser der mittleren Schüssel an den Händen jeweils?

    Lösung

    Objektiv betrachtet ist der Versuch eindeutig: Das Wasser in Schüssel (2) besitzt Raumtemperatur. Das Wasser in Schüssel (1) wurde abgekühlt, das Wasser in Schüssel (3) leicht erhitzt.

    Die Haut der linken Hand der Versuchsperson wurde vor dem Eintauchen in Schüssel (2) durch das Wasser in Schüssel (1) abgekühlt. Taucht diese Hand nun in Wasser mit Zimmertemperatur, gibt dieses Wasser Energie an die kalte Hand ab. Es fühlt sich dadurch zunächst sehr warm an. Unter Umständen kann das Wasser für die Versuchsperson je nach individuellem Temperaturempfinden sogar heiß erscheinen.

    Umgekehrt verhält es sich bei der rechten Hand. Sie befand sich Schüssel (3) mit einer Wassertemperatur, die nahe bei der Körpertemperatur liegt. Wird diese in Schüssel (2) getaucht, gibt die Haut Wärme an des Wasser ab. Das Wasser fühlt sich daher kühl an.

    Diesen Versuch - auch in Abwandlungen mit mehr Schüsseln oder verbundenen Augen - kannst du auch leicht zu hause durchführen. Du musst nur aufpassen, dass das Wasser in den Schüsseln nicht zu heiß ist. Beachte dabei auch das individuelle Temperaturempfinden beim Wechsel von kaltem in warmes Wasser!