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| − | =Physik Grundwissen 8. Klasse= | + | <div style="margin:0; border:1px solid #C00000; padding: 0em 1em 1em 1em; background-color:#FFE7BA ; align:left;"> |
| | + | <div class="center"> |
| | + | In Form eines Projektes der Klasse [[8c 2007 08|8c im Schuljahr 2007/08]] entsteht hier das Grundwissen für Physik der 8.Klasse. |
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| | + | ''Die drei großen Bereiche wurden der Übersicht halber auf jeweils eine eigene Seite verteilt.'' |
| | + | </div> |
| | + | </div><br /> |
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| − | [[8c 2007 08/Themen Grundwissen 8|Themen Grundwissen 8]]
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| − | bitte beim gewünschten Thema Namen in die Liste eintragen !
| + | *[[8c 2007 08/Grundwissen Physik 8/Energie als Erhaltungsgröße|Energie als Erhaltungsgröße]] |
| | + | **Hier sind die Definition und die verschiedenen Formen von Energie, |
| | + | **die Energieformen in der Mechanik, |
| | + | **mechanische Arbeit und Leistung, |
| | + | **und der Bereich Druck aufgelistet. |
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| | + | *[[8c 2007 08/Grundwissen Physik 8/Aufbau der Materie und Wärmelehre|Aufbau der Materie und Wärmelehre]] |
| | + | **Hier findet man den Aufbau der Materie und die innere Energie, |
| | + | **ihre verschiedenen Änderungsformen, |
| | + | **die Energieentwertung |
| | + | **und Volumenänderung bei Temperaturänderung. |
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| − | ==Volumenausdehnung==
| + | *[[8c 2007 08/Grundwissen Physik 8/Elektrische Energie|Elektrische Energie]] |
| − | | + | **Hier wird Ladung, Stromstärke und Spannung, |
| − | ===Volumenänderung von Flüssigkeiten===
| + | **Widerstände in Stromkreisen, |
| − | (Daniel H.<-Hat alles alleine gemacht,Patrik H.,Sebastian B.,Christoph Z.)
| + | **elektrische Energie und elektrische Leistung, |
| − | | + | **und Energieversorgung zum Nachlesen erklärt. |
| − | Flüssigkeiten (ausser Wasser) dehnen sich bei konstanter Temperaturerhöhung linear aus.
| + | |
| − | | + | |
| − | Volumenausdehnung = Ausgangsvolumen * Volumenausdehnungskoeffizient * Temperaturdifferenz
| + | |
| − | | + | |
| − | [[Bild:lol.png]] | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | Volumenausdehnungskoeffizienten Beispiele (γ in 10-3/K bei 20 °C):
| + | |
| − | Benzin: 1,06
| + | |
| − | | + | |
| − | Quecksilber: 0,182
| + | |
| − | | + | |
| − | Petroleum: 0,96
| + | |
| − | | + | |
| − | Mineralöl: 0,70
| + | |
| − | | + | |
| − | Beispiel:
| + | |
| − | Berechne die Volumenänderung von 76 LiterBenzin wenn sie sich von 10°C auf 20°C erwärmen
| + | |
| − | | + | |
| − | Gegeben:
| + | |
| − | | + | |
| − | ===Längenänderung von Festkörpern===
| + | |
| − | | + | |
| − | Alle Festkörper dehnen sich bei Erwärmung aus, jedoch nicht alle gleichmäßig (linear). Dafür ist der jeweilige Längenausdehnungskoeffizient verantwortlich. Dieser ist bei jedem Stoff anders. Es kann berechnet werden, um wie viel cm sich ein Stoff ausdehnt und zwar mit dieser Formel:
| + | |
| − | | + | |
| − | Δl = α * lo * Δδ
| + | |
| − | oder:
| + | |
| − | Volumenänderung = Volumenänderugskoeffizient * Ausgangslänge * Temperaturänderung
| + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | Einige Beispiele für den Längenausdehnungskoeffizient:
| + | |
| − | {| border="2"
| + | |
| − | !Stoffe
| + | |
| − | !α = <math> \frac{1}{C}</math>
| + | |
| − | |
| + | |
| − | !Stoffe
| + | |
| − | !α = <math> \frac{1}{C}</math>
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |'''Elemente'''
| + | |
| − | ! width="10%"|
| + | |
| − | ! width="9%" |
| + | |
| − | |'''Andere'''
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Aluminium
| + | |
| − | |0,000 024
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Beton
| + | |
| − | |0,000 012
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Messing
| + | |
| − | |0,000 018
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Glas
| + | |
| − | |0,000 008
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Silber
| + | |
| − | |0,000 020
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Granit
| + | |
| − | |0,000 003
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Gold
| + | |
| − | |0,000 014
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Kochsalz
| + | |
| − | |0,000 040
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Zinn
| + | |
| − | |0,000 027
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Polyester
| + | |
| − | |0,000 080
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Zink
| + | |
| − | |0,000 036
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |PVC (biegsam)
| + | |
| − | |0,000 240
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Kupfer
| + | |
| − | |0,000 016
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Porzellan
| + | |
| − | |0,000 003
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Blei
| + | |
| − | |0,000 029
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Titan
| + | |
| − | |0,000 010
| + | |
| − | |-
| + | |
| − | |Eisen
| + | |
| − | |0,000 012
| + | |
| − | |
| + | |
| − | |Silizium
| + | |
| − | |0,000 002
| + | |
| − | |}
| + | |
| − | | + | |
| − | ===Anomalie des Wassers===
| + | |
| − | '''Dichte:'''
| + | |
| − | Wasser hat unter Normaldruck seine größte Dichte von bei ca. 4°C und zeigt damit eine Dichteanomalie.
| + | |
| − | Diese besteht darin, dass sich Wasser unterhalb von ca. 4°C bei weiterer Temperaturverringerung, auch beim Wechsel zum festen Aggregatzustand, wieder ausdehnt, was man nur von wenigen Stoffen kennt.
| + | |
| − | Dies führt dazu, dass Eisberge schwimmen.
| + | |
| − | Im flüssigen Zustand herrscht eine Mischung von Ordnung und Chaos, wobei die Moleküle aufgrund ihrer höheren Geschwindigkeit ein größeres Volumen ausfüllen.
| + | |
| − | Es erhöht sich also das Volumen und die Dichte wird damit geringer.
| + | |
| − | Im gasförmigen Zustand ist die maximale Unordnung erreicht und die Atome verteilen sich dementsprechend gleichmäßig über den maximal zur Verfügung stehenden Raum.
| + | |
| − | Festes Wasser hat eine geringere Dichte als flüssiges Wasser, es schwimmt (anomales Verhalten)
| + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | ===Es gilt:===
| + | |
| − | -je größer die Temperatur des Wassers, desto kleiner die Dichte
| + | |
| − | | + | |
| − | -je kleiner die Temperatur des Wassers, desto größer die Dichte
| + | |
| − | | + | |
| − | '''Außer''':
| + | |
| − | Bei 4°C wird das Volumen nicht kleiner sondern bis 0°C wieder größer.
| + | |
| − | Wasser hat bei 4°C die größte Dichte.
| + | |
| − | | + | |
| − | ==Druck==
| + | |
| − | | + | |
| − | Hier findet ihr Wichtiges zum Druck...
| + | |
| − | | + | |
| − | *Der Druck gibt an, mit welcher Kraft F ein Körper senkrecht auf eine Fläche A wirkt. | + | |
| − | **Wenn eine Kraft von 1N (1 Newton) auf 1m² wirkt, beträgt der Druck 1Pa (1 Pascal) | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | {|width=100%| style="background-color:#F0F0F0; border: 1px solid #dfdfdf; padding:0.5em"
| + | |
| − | | valign="top" |
| + | |
| − | '''Druckkraft: F = p*A'''
| + | |
| − | | valign="top" width="1%"|
| + | |
| − | | valign="top"|
| + | |
| − | |}
| + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | *Der Druck eingeschlossener Flüssigkeiten ist überall gleich groß. Er wirkt nach allen Seiten.
| + | |
| − | **In Flüssigkeiten wirkt infolge der Gewichtskraft der Flüssigkeit ein Druck, der Schweredruck genannt wird. Für ihn gilt:
| + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | {|width=100%| style="background-color:#F0F0F0; border: 1px solid #dfdfdf; padding:0.5em"
| + | |
| − | | valign="top" |
| + | |
| − | '''Schweredruck: p = <math>\rho </math>*g*h'''
| + | |
| − | | valign="top" width="1%"|
| + | |
| − | | valign="top"|
| + | |
| − | |}
| + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | Befindet sich ein Körper in einer Flüssigkeit oder einem Gas, so wirkt auf ihn eine Auftriebskraft, die immer entgegengesetzt zur Gewichtskraft gerichtet ist.
| + | |
| − | | + | |
| − | *Die auf einen Körper wirkende Auftriebskraft ist gleich der Gewichtskraft der verdrängten Flüssikeit bzw. des verdrängten Gases: | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | {|width=100%| style="background-color:#F0F0F0; border: 1px solid #dfdfdf; padding:0.5em"
| + | |
| − | | valign="top" |
| + | |
| − | '''F<sub>A</sub> = F<sub>G</sub> bzw. F<sub>A</sub> = <math>\rho </math>*V*g'''
| + | |
| − | | valign="top" width="1%"|
| + | |
| − | | valign="top"|
| + | |
| − | |}
| + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | | + | |
| − | Die Einheit ''Pascal'' kommt von dem Wissenschaftler bzw. Physiker [http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph08_g8/geschichte/11pascal/pascal.htm Blaise Pascal].
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| − | | + | |
| − | Hier siehst du noch einige Aufgaben und Versuche zum Thema Druck:
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| − | [http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph08_g8/materialseiten/11druck.htm Leifi-Seite_Druck]
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| − | | + | |
| − | ==Energieentwertung==
| + | |
| − | ===Reversibel und Irreversibel===
| + | |
| − | Ein Vorgang in Natur und/oder Technik kann reversibel oder irreversibel verlaufen. Das bedeutet:
| + | |
| − | *ein reversibler Vorgang ist umkehrbar, der Ausgangszustand wird von allein wieder erreicht
| + | |
| − | Beispiele: Bewegung der Erde um die Sonne, Fadenpendel (bei kurzer Dauer)
| + | |
| − | *ein irreversibler Vorgang ist '''NICHT''' umkehrbar, der Ausgangszustand kann von alleine nicht wieder erreicht werden. | + | |
| − | Beispiele: Verbrennen eines Stoffes
| + | |
| − | | + | |
| − | (Bei allen irreversiblen Vorgängen wird Energie in Form von Wärme entwertet)
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| − | ===Energieentwertung bei der inneren Energie===
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| − | Der Wirkungsgrad bei allen Vorgängen, bei denen auch die Innere Energie eine Rolle spielt, ist immer kleiner als 100%.
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| − | | + | |
| − | Da Innere Energie nie vollständig in andere Energieformen umgewandelt werden kann.
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| − | | + | |
| − | Folglich tritt immer eine Energieentwertung auf.
| + | |
| − | | + | |
| − | Beispiel: Ein laufender Motor erhitzt sich. Die Wärmeenergie wird durch die Verbrennung des Treibstoffs erzeugt, allerdings kann sie nicht zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden.
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| − | | + | |
| − | | + | |
| − | Hier findest du Aufgaben dazu:
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| − | | + | |
| − | [http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph08_g8/materialseiten/04entwertung.htm leifiphysik]
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| − | ==Änderung der inneren Energie==
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| − | '''Wärme:'''
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| − | Symbol: Q
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| − | Einheit: 1J=1(kg*m²)/s²
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| − | Grundgleichung der Wärmelehre bei Erwärmen oder Abkühlen von Körpern ohne Aggregatszustandsänderung:
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| − | '''Q=c*m*Δ<math>\vartheta</math>'''
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| − | 1.Hauptsatz der Wärmlehre:
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| − | In einem abgeschlossenem System ist die Änderung der inneren Energie verbunden mit der Zufuhr oder Abgabe von Wärme in dem Verrichten mechanischer Arbeit.
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| − | '''ΔEi=W+Q'''
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| − | '''ΔEi''':Änderung der inneren Energie
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| − | '''W''':Mechanische Arbeit
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| − | '''Q''':Wärme
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| − | ==Energie als Erhaltungsgröße==
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| − | ===Energie und Energieformen===
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| − | | + | |
| − | Energie ist eine physikalische Größe.
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| − | Mit Energie können Körper bewegt, verformt, erwärmt oder zur Aussendung von Licht gebracht werden.
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| − | <center>'''Formelzeichen: E'''</center>
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| − | <center>'''Einheit: ein Joule (1J)'''</center>
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| − | <u>'''Die Mechanischen Energieformen:'''</u>
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| − | ''c)Spannenergie''
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| − | Die Energie, die Körper aufgrund ihrer Verformung besitzen, nennt man '''Spannenergie'''.
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