Big Bang 3, Schulbuch

117 A30  Ein Eiskasten braucht nur Strom, wenn der Kompressor läuft. Dieser läuft nur, wenn innen die Temperatur zu hoch wird. Um Energie zu sparen, musst du also Temperaturerhöhungen im Eiskasten möglichst verhindern. Und das geht so: Mach die Eiskastentür so kurz wie möglich auf. Die kalte, schwere Luft „rinnt“ dabei nämlich ins Zimmer. Lass nichts draußen liegen, bevor du es in den Eiskasten zurück- gibst, weil es sich dadurch erwärmt. Stell nichts Warmes in den Eiskasten (z.B. eine Suppe), sondern lass es zuerst auf Zimmertemperatur abkühlen. Überprüfe mit einem Thermometer die Temperatur im Eiskasten. Ist sie tiefer als nötig, stell eine niedrigere Zahl am Thermostat ein ( B 19.28 b, S. 34 ). Hat sich eine Eis- oder Reifschicht gebildet, musst du diese abtauen. Eis isoliert sehr gut und der Kompressor muss länger arbeiten. Taue Gefrorenes nicht draußen, sondern im Eiskasten auf. Das dauert zwar länger, liefert aber gratis Kälte. A31  Allgemein kann Kälte nicht alleine erzeugt werden, sondern immer nur gemeinsam mit Wärme. Diese Wärme muss das Gerät abgeben, und dazu wird der Schlauch ins Freie gehängt. Ohne Schlauch würde sich das Gerät hinten stärker erwärmen, als es sich vorne abkühlt (siehe auch A14, S. 34 ). A32  Kalte Luft ist dichter als warme und sinkt daher zu Boden. Deshalb sind die Varianten a) und b) sehr sinnvoll, weil die kalte Luft ähnlich wie Wasser in einer Badewanne in der Truhe bleibt. Die Tür bei a) verhindert zusätzlich, dass die kalte Luft herausgewirbelt wird. Der größte Energieverschwender ist der Kasten ohne Tür (d), weil die kalte Luft pausenlos herausfließt und durch neue kalte Luft ersetzt werden muss. Und das kostet sehr viel Strom! Im Supermarkt wird diese Variante trotzdem häufig verwendet! Warum? Weil man die Menschen dazu anregen will, möglichst viel zu kaufen, und das machen sie eher, wenn sie einfach zugreifen können, ohne vorher eine Tür öffnen zu müssen. Der Kasten mit Tür (c) wird oft bei Tiefkühlkost verwendet, weil diese auf –18 °C heruntergekühlt wird, und das würde man bei offenen Türen wirklich nicht mehr schaffen. Bei der Tiefkühlkost sollte man die Tür möglichst kurz aufmachen. Man sollte also nicht erst auswählen, wenn die Tür schon offen ist, sondern bereits vorher. A33 B 19.43 zeigt, dass das CO 2 in der Luft seit 1900 andauernd gestiegen ist, ohne jemals zwischendurch abzusinken. Gleichzeitig sind auch die weltweiten Durchschnittstemperaturen gestiegen. Die Temperaturzacken lassen sich allerdings nicht völlig mit dem CO 2 in der Luft erklären. Dass die im Schnitt steigende Temperatur durch das vom Menschen verursachte CO 2 ausgelöst wird, bezweifelt allerdings kein ernsthafter Wissenschaftler. B 19.44 zeigt, dass sich die Temperatur bis 2100 in manchen Gegenden der Erde bis zu 8 °C erhöhen könnte, wenn man sie mit den Temperatu- ren um 1900 vergleicht. Kapitel 20 A4  Die Wassermoleküle im Wasser werden von den Molekülen rundherum aus allen Richtun- gen gleich stark angezogen ( B 29.11 b ). Am Rand der Flüssigkeit fehlt aber die Hälfte der Nachbarn ( a ) und die Kräfte heben einander nicht mehr auf. Dadurch werden die Randmole- küle in die Mitte der Flüssigkeit gezogen, und es entsteht eine Art „Haut“ an der Wasseroberfläche, die kleine Objekte tragen kann. Man spricht auch von der Oberflächenspannung. B 29.11 A11  Warum ist Schnee weiß, wenn er doch gefrorenes Wasser ist? Bei Eis geht das Licht gerade durch, ähnlich wie durch eine Glasscheibe. Beim Schnee befinden sich aber viele luftgefüllte Räume zwischen den einzelnen Schneeflocken. An den Grenzflä- chen zwischen Eis und Luft wird Licht in alle Richtungen abgelenkt, und zwar durch Brechung und Spiegelung. Das Licht der Sonne, das ja gelblich-weiß ist, wird dabei in alle Richtungen verstreut – und deshalb ist Schnee weiß. Einen ähnlichen Effekt hast du, wenn du in der Badewanne Schaum erzeugst. Auch der erscheint weiß, weil das Licht in ihm millionenfach abgelenkt wird. Und auch Wolken sind aus demselben Grund weiß (siehe Kap. 21.2, S. 51 ). A14  Luftzug verstärkt allgemein die Verdunstung, weil er die Dampfschichte über dem Wasser wegweht und es den Molekülen somit erleichtert, aus dem Wasser wegzuflitzen. Wenn du aus dem Schwimmbad steigst und es ist windig, wird dir genau deswegen ziemlich kalt. Auch das Auskühlen einer Suppe durch Darüberbla- sen funktioniert so und eben auch die Richtungsbestimmung mit dem nassen Zeigefinger. In Windrichtung verdunstet das Wasser nämlich schneller, und deshalb wird der Finger in dieser Richtung auch kälter. Dort wo es am kältesten ist, kommt also der Wind her. A22 a) fest-flüssig: Schmelzen; flüssig-fest: Gefrieren oder Erstarren; b) flüssig-gasförmig: Verdampfen; gasförmig-flüssig: Kondensieren; c) fest-gasförmig: Sublimieren; gasförmig-fest: Resublimieren. A23  Die Moleküle des heißen Toasts schwingen heftiger als die der Butter. Sie übertragen durch Wärmeleitung einen Teil ihrer ungeordneten Bewegungsenergie auf die Buttermoleküle. Diese beginnen heftiger zu schwingen. Wenn die Schmelztemperatur von etwa 25 °C überschritten wird, können sich die Buttermoleküle aus den festen elektrischen Bindungen lösen. Einfach gesagt: Die Butter schmilzt! A24  Dass der Wasserspiegel beim Schmelzen nicht steigt, gilt nur für schwimmendes Eis. Das Eis der Gletscher und der Antarktis schwimmt aber nicht, sondern liegt auf dem Festland. Und deshalb steigt in diesem Fall der Meeresspiegel an! A25  Das Problem ist nicht das Eis unterhalb des Hahns, sondern das Wasser, das in der Leitungen friert. Dabei dehnt es sich nämlich stark aus und kann die Wasserlei- tung richtiggehend sprengen ( B 29.12 ). A26  Der Trichter bildet sich aus, weil sich Wachs beim Erstarren zusammenzieht, also sein Volumen verringert. Es verhält sich somit genau umgekehrt wie frierendes Wasser. Wenn das Volumen von festem Wachs kleiner ist als das von flüssigem, dann geht es – im Gegensatz zu einem Eisberg – unter. A27  Ähnlich wie die Kufe eines Eislaufschuhes gleitet auch ein Ski nicht direkt am Schnee, sondern auf einer Schicht aus winzigen Wassertröpfchen, die nur etwa 1/1000 der Skifläche bedecken. Die Wärme, die zum Schmelzen des Schnees notwendig ist, kommt durch die Reibung zwischen Ski und Schnee zu Stande. Ein gewisses Maß an Reibung ist also wichtig. Wenn sie dann zu groß ist, bremst sie den Ski. Sie kann verringert werden, wenn man die Unebenheiten der Lauffläche mit Wachs ausfüllt ( B 29.13 ). Deshalb muss man es nach dem Aufbügeln mit einer Klinge wieder „abziehen“. B 29.12 B 29.13 Lösungen Kapitel 19–20 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv