Big Bang 2, Schulbuch

76 10 Wärmeenergie und Temperatur 10.2 Gleisverwerfung und Co. Ausdehnung durch Erwärmung Alles dehnt sich aus , wenn es erwärmt wird. Wenn man das im Alltag nicht beachtet, kann das zu kleinen und großen Katastrophen führen. A6 Füllst du heißes Wasser in ein Glas , bekommt dieses meistens einen Sprung . Warum? Und was ist das Besondere an hitzebeständigem Glas? A7 Wickle einen Streifen Kaugummipapier um einen Stift ( B 10.11 a ), sodass eine Spirale entsteht. Halte diese nun über eine Flamme und erhitze sie vorsichtig ( b ). Was passiert und warum? B 10.11 A8 Rohre, die heißes Wasser transportieren, haben hin und wieder eigen­ artige Schleifen ( B 10.12 ). Warum? A9 Wieso darf man volle Spraydosen auf keinen Fall ins Feuer werfen? A10 Wieso sollte man den Reifendruck immer vor Antritt der Fahrt prüfen und nicht während der Reise auf einer Raststätte? A11 Tauche eine leere Flasche wie in B 10.13 unter Wasser und erwärme sie mit beiden Händen. Was passiert nach einiger Zeit und warum? Egal ob Festkörper , Flüssigkeiten oder Gase : Wenn man Stoffe erwärmt, dehnen sie sich aus. Vereinfacht kann man sagen, dass die Teilchen bei höheren Tem- peraturen wegen ihrer heftigeren Bewegungen mehr Platz brauchen. Die Wärmeausdehnung spielt auch im Alltag eine Rolle. Fangen wir einmal bei festen Stoffen Heißwasserrohr mit seltsamer Schleife B 10.12 B 10.13 Der zweite Mechanismus der Wärmeübertragung ist Wärmeströmung oder Konvektion , die in Flüssigkeiten und Gasen auftreten kann. Sehen wir uns das am Beispiel Wasserkochen an ( B 10.9 ). Das erwärmte Was- ser dehnt sich aus. Dadurch sinkt seine Dichte und es steigt auf. Es gibt einen Teil seiner Wärme ab, wird käl- ter, dichter und sinkt wieder. Und dann geht es wieder von neuem los. Auf diese Weise wird die Wärme sehr schnell im Kessel verteilt. Die Konvektion hilft, das Wasser schneller zum Kochen zu bringen. Praktisch, denn Wasser ist ein armseliger Wärmeleiter! B 10.9 Der dritte Mechanismus der Wärmeübertragung ist Wärmestrahlung . Das Besondere daran ist, dass diese auch durchs Vakuum funktioniert. Und das ist wirklich gut so, denn dadurch gelangt die Energie der Sonne durch den Weltraum zu dir ( B 10.10 ). Auch der wär­ mende Effekt eines Lagerfeuers ist auf Wärmestrah­ lung zurückzuführen. Diese gehört, wie auch das Licht, zur riesengroßen Familie der elektromagnetischen Wellen . Bei der Sonne kann man einen Teil davon sehen, weil ihre Oberfläche mit etwa 6000 °C so unglaublich heiß ist. Meistens muss man Wärmestrah- lung aber durch spezielle Kameras sichtbar machen (so wie in B 10.19 , S. 78 ). Ohne Wärmestrahlung gäbe es kein Leben auf der Erde – und auch keine durchgegarten Würste am Spieß. B 10.10 Teilchen bewegen sich pausenlos. Wärme ist nichts anderes als die ungeordnete Bewegungsenergie dieser Teilchen . Je heißer, desto stärker die Bewegung! Wärme kann durch Wärmeleitung , Konvektion und Wärmestrahlung übertragen werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv