Physik verstehen 3, Schulbuch

6 Forscher entdecken die Wärme Die Wärme ist ein für den Menschen lebenswichtiges Phänomen. Vorgänge in Lebewesen werden durch Temperaturen von 30–40 °C erst ermöglicht. Durch die Verwertung von Nahrung kann der Mensch seine Körpertemperatur von etwa 37 °C aufrecht erhalten. Ist die Umgebungstemperatur gering, kann er seinen Körper durch Kleidung vor Auskühlung schützen. Auch höhere und tiefere Temperaturen lernte die Menschheit zu nutzen. Die Entdeckung des Feuers ermöglichte die Zubereitung von leichter verdaulichen und schmackhafteren Speisen. Die Herstellung von Keramiken und die Gewinnung und Bearbeitung von Metallen, wie zB Kupfer, Bronze und Eisen, wurde möglich. Im alten Rom kannte man bereits die Zubereitung von Speiseeis. Zur Kühlung wurde Eis aus den Bergen geholt und in Kellern („Eiskellern“) gelagert. Erst die Erfindung des Kühlschrankes in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts machte es möglich, dass wir auch zu Hause gekühlte Lebensmittel essen können. Die folgenden Forscher haben die Welt durch ihre Erkenntnisse über die Wärme geprägt. Frauen findest du nicht auf dieser Doppelseite, da sie sich bis etwa zum Jahr 1900 nicht mit Wissenschaft beschäftigen durften. Heute arbeiten Frauen und Männer gleichberechtigt an der Erforschung der Welt. Heron von Alexandria (vermutlich im 1. Jahrhundert n. Chr.) Der Mathematiker und Ingenieur entwarf automatische Maschinen , die durch Wärme, Wasser und Luft betrieben werden konnten. Besonders zu erwähnen sind die „Aeolipile“ (eine sich durch Dampf drehende Kugel), ein automatischer Tempeltürenöffner und der erste Münzautomat, der gegen eine Münzspende Weihwasser abgeben konnte. Denis Papin (1647–1712) Bekannt wurde der französische Physiker und Erfinder durch die Entwicklung der ersten Kolbendampfmaschine (  Seite 46) und des Dampfdruckkochtopfes (  Seite 33). Dabei nutzte er aus, dass unter Druck gehaltenes Wasser bei höhe- ren Temperaturen zu kochen beginnt. Nachdem der Topf bei einer Vorstellung explodierte, erfand Papin auch noch das Sicherheitsventil. Daraufhin konnte er den Druckkochtopf 1681 zum Patent anmelden. Anders Celsius (1701–1744) Der schwedische Astronom benötigte für seine meteorologischen Untersuchungen eine Thermometerskala , um die Temperaturen auf der ganzen Welt miteinander vergleichen zu können. Er legte den Siedepunkt des Wassers mit 0° und den Gefrierpunkt des Wassers mit 100° fest. Bei der heutigen „Celsius-Skala“ sind diese Werte vertauscht. Thomas Newcomen (1663–1729) Newcomen war Schmied und Eisenwarenhändler. Zu seinen Kunden zählten auch Bergwerksgesellschaften. Dadurch erfuhr er, dass durch das Graben immer tieferer Bergwerke das Eindringen von Grundwasser zum Problem wurde. Nach etwa zehnjähriger Arbeit erfand Newcomen eine Dampfmaschine . Diese diente dazu, das Wasser in Kohlebergwerken abzupumpen (  Seite 47). Seine Dampfmaschine hatte einen Wirkungsgrad von nur 0,5%. Das bedeutet, dass nur 0,5% der zugeführten Wärme in Bewegung umgesetzt wurden. 6.1 Feuer als Wärme- und Lichtquelle 6.2 Heron von Alexandria 6.3 Denis Papin 6.4 Anders Celsius 6.5 Thomas Newcomen Unser Leben im Wärmebad 1 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv