Musterprotokoll Physik

Musterprotokoll Physik

Hier wird eine mögliche Struktur für  Protokolle in Physik/Naturkunde vorgestellt.
Fett geschrieben ist das, was auch immer als Begriff im Protokoll auftauchen soll. Nicht fett sind Anmerkungen.

Aufgabe: Die Aufgabenstellung sollte durch den Lehrer nicht zu konkret formuliert werden. Beispiel: Untersuche die Spannungen, wenn du zwei Widerstände in Reihe schaltest. (Die Begriffe Gesamtspannung und Teilspannungen werden so vermieden.)
Hypothese: Ich vermute ..., dass ...., weil ....  Ob die Hypothese sich als richtig herausstellt, ist nicht von Belang. Je nach Zeit oder "Wollen", kann man fordern, dass sich die Schüler einer Gruppe auf eine gemeinsame Hypothese verständigen, muss aber nicht sein.
Aufbau/Geräte: Dieser Teil sollte so "gemacht" werden, dass die Schüler, auch später noch nachvollziehen können, was zu tun war. Skizzen, Schaltpläne, kurze Beschreibung, ...
Messwerte: Meist sind hier Tabellen, in die Messwerte eingetragen werden. Mit den Messwerten verbundene Berechnungen können eingepasst werden.
Auswertung/Fehlerbetrachtung: evtl. Diagramme, Formulierung des Ergebnisses des Experimentes, dabei muss auf die Hypothese Bezug genommen werden. In die Fehlerbetrachtung fließen nur unvermeidliche Fehler ein (z. B. Schaltungsbedingte Fehler, Wirkungsgrad?, Eigengewicht eines Hebels, ..., keine Rechenfehler)

mögliche Punkteverteilung:
max. 2 für die Hypothese
max. 2 für Aufbau/Geräte
max. 3 für Messwerte
max. 2 für Auswertung/Fehlerbetrachtung
max. 1 für die Form insgesamt.
Somit ist die Basis für die Bewertung 10 Punkte.

Übungsaufgaben zur Wärmeberechnung

Übungsaufgaben zur Wärmeberechnung

Wärme ist zu einem ein Zustand - Energie, die in der Lage ist Arbeit zu verrichten. Zum anderen ist es Arbeit - also ein Vorgang, bei dem ...
Formelzeichen der Wärme: Q, die Einheit ist J (Joule) bzw. kJ
Berechnung (eine der Grundgleichungen der Wärmelehre = Thermodynamik): {tex} Q = c \cdot m \cdot \Delta T {/tex}, aber auch {tex} Q = c \cdot m \cdot \Delta \vartheta {/tex}
c - spezifische Wärmekapazität (Stoffkonstante Einheit {tex} \frac{kJ}{kg \cdot K}{/tex}
m - Masse des Stoffes (meist in kg)
{tex}\Delta T{/tex} Temperaturdifferenz in K (Kelvin), wobei  z.B. der Unterschied zwischen 10 °C und 25 °C auch 15 K beträgt.
Die Gleichung umzustellen ist ja nicht wirklich schwer: {tex} Q = c \cdot m \cdot \Delta T {/tex}
Betrachte 40=4*2*5 und dann siehst du (hoffentlich) 
{tex} 4 = \frac{40}{(2 \cdot 5)} \\  2 = \frac{40}{(4 \cdot 5)} \\ 5 = \frac{40}{(4 \cdot 2)} {/tex}

1. Es werden 15 l Wasser von 14 °C auf 38 °C erwärmt. Wie groß ist die benötigte Wärme?
geg:
m = 15 kg (* l = kg, weil Wasser, ansonsten müsste die Dichte einbezogen werden)
Δ T = 24 K (* 38 - 14)
{tex} c = 4,19 \frac {kJ}{kg \cdot K}{/tex}
ges: Q in kJ
Lösung:
{tex} Q = c \cdot m \cdot \Delta T \\ Q = 4,19 \frac {kJ}{kg \cdot K} \cdot 15 kg \cdot 24 K \\ \underline{\underline{Q = 1508,4 kJ}} {/tex}
Die benötigte Wärme beträgt 1,51 MJ.
Unten benannter Fehler wurde korrigiert.

2. Quecksilber wird von -20 °C auf 60 °C mit einer Wärme von 15 kJ erwärmt. Wie viel Quecksilber war das?
geg:
Q = 15 kJ
{tex} c = 0,14 \frac {kJ}{kg \cdot K} {/tex}
Δ T = 80 K
ges m in kg
Lösung:
{tex} Q = c \cdot m \cdot \Delta T \quad | : (\Delta T \cdot c ) \\ m = \frac {Q}{( \Delta T \cdot c)} \\ m =\frac {15 kJ}{(0,14 \cdot\frac {kJ}{kg \cdot K} \cdot 80 K) } \\ \underline{ \underline {m = 1,34 kg }}{/tex}

Es waren 1,34 kg Quecksilber, die erwärmt wurden.


3. Es sollen 16 kg Öl mittels 1500 J erwärmt werden. Welche Ausgangstemperatur müsste das Öl gehabt haben, wenn die erreichte Temperatur bei 79 °C liegt?
geg:
m = 16 kg
Q = 1 500 J = 1,5 kJ
T₂ = 79 °C
{tex} c = 1,97 \frac {kJ}{kg \cdot K}{/tex}
ges: T₁ (vorher Δ T)
Lsg:
{tex} Q = c \cdot m \cdot \Delta T \quad | : (c \cdot m) \\ \Delta T = \frac{Q}{(c \cdot m)} \\ \Delta T = \frac {1,5}{1,97 \frac{kJ}{Kg \cdot K} \cdot 16 kg} \\ \underline { \underline {\Delta T = 0,048 K}}{/tex}

Die Ausgangtemperatur ist damit 78, 952 °C gewesen.
(Anmerkung: mit Q = 1500 kJ, wäre die Differenz rund 31,4 °C gewesen).
Achtung: Die obige Gleichung kann nur dann Anwendung finden, so lange sich der Aggregatzustand nicht ändert, ebenso sind die Besondertheiten bei Gasen zu beachten.)

Werte für die spezifische Wärmekapazität verschiedener Stoffe --> hier <--

Wiederholung Physik 2011

Vorträge in Physik

Die letzten drei Epochen stehen im Zeichen eurer Vorträge.

Es hat jeder Schüler einen. Bei sich möglicherweise überschneidenden Vorträgen sind Absprachen sinnvoll. Es ist ein Handout (max. A4-Seite) zu machen – dieses soll auf die Homepage kommen, also auf Copyright achten. Dieses soll u. a. 3 wesentliche Fragen beinhalten, natürlich sollen die Antworten im Verlauf des Vortrags gegeben werden und nicht einfach nur mit ja und nein zu beantworten sein. Die Fragen sind wesentlicher Bestandteil der Tests.

Wo es geht, sollten mögliche Versuche gemacht oder zumindest „vorgestellt“ werden.

Zeit für so einen Vortrag maximal 30 Minuten, damit Zeit zum Nachfragen bleibt.

Epoche 18.1.-24.1.11

Mechanik

1. Dichte – Philipp - handout

2. Druck - Louise  handout

3. mechanische Kräfte und deren Wirkungen – Lisa - handout

4. geradlinige Bewegungen Felix B. (Achtung Fehler) - handout

5. mechanische Schwingungen und Wellen – Johanna - handout

Astronomie

1. Sternkarte, Sonnensystem - Stephanie - handout

2. Lebenslauf der Sterne - Anja - handout

3. Raumfahrt - Jamila - handout

Epoche 28.2.-7.3.11

Kernphysik

1. Entdeckung, Aufbau der Kerne, Strahlungsarten, pro und contra - Richard - handout

Elektrizitätslehre

1. Gesetzmäßigkeiten Reihenschaltung – Marie - handout

2. Gesetzmäßigkeiten Parallelschaltung – Lucas - handout

3. Elektrische Leitungsvorgänge in Halbleitern - Hermann - handout

4. Elektrische Leitungsvorgänge in Metallen und anderen Stoffen - Duncan - handout

5. Hertzsche Wellen – Jonathan - handout

6. „Erzeugung“ und Umwandlung elektrischer Energie – Felix H. - handout

Epoche 29.3.-11.4.11

Optik

1. Das Licht und seine Eigenschaften Teil 1 – Nina - Handzettel

2. Das Licht und seine Eigenschaften Teil 2 – Marion - Handzettel

3. Laser und deren Anwendungen – Robin - Handzettel

Wärmelehre - Thermodynamik

1. Temperatur, Aggregatzustände, Teilchenbewegungen – Ingmar - Handzettel

2. Grundgleichung der Wärmelehrer, Energieerhaltungssätze – Josi - Handzettel

3. Wärmekraftmaschinen – Ellen - Handzettel

Physik im Alltag

1. Warum fliegt ein Flugzeug? - Ria - Handzettel

2. Physik im Haushalt – Agi

Handouts Physik

letzte Epoche 2009

Das Atomkraftwerk

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